欲知任何一个球体的体积和面积，首先要确定它的半径。地球是个近似的圆球体。目前钻井仅能深入地表11公里。因此由地表到地心这一半径的长度是无法直接测量的。测量地球的半径只能用间接的方法。如先测定一条经线圈的周长，再从已知圆周长度来推算出半径之值。测量经线圈的周长，只要知道经线圈上一度的弧长，就可以推算出整个圆周的长度了。
最早实测地球大小的是希腊天文学家埃拉托色尼斯。公元前两百多年，他认定地球为正球体，在埃及选择了差不多同一条经线上的两个城市（图2—3）。六月二十二日夏至那天正午，阳光垂直照射赛恩（Syene）（今阿斯旺城附近）（B），而同一时刻在亚历三大城（A），阳光与铅垂线成7.2˚的角度。不难看出，这一角度就是两城之间的纬度差△φ。当时又测知两城的距离为5，000埃及里。这样便可推算经度一度的弧长，从而求得整个经线圈的长度。经线圈长度除以2T ，便可获得地球R的长度，即
R=[（5000/7.2）×360]/2T
当时测得地球的半径约合6，200—7，300公里。这一数值与现代实测结果相比，是较为接近的。
我国在唐开十一年（公元723年），南宫说与僧一行（张遂）合作，在今河南省内进行了历史上最早的大规模弧度测量。测得经线一度的弧长约合132.2公里。这一数值虽然比现代所测数值大了20%，但也足以说明我国古代在天文、大地测量方面已具有很高的水平。虽然当时没有进一步推算出地球的半径，但实际上是完成了地球大小的测量工作。
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近代大地测量中应用的原理和上述方法一样，只是用测恒星代替测太阳的方法来表示定两地的纬度差。即在同一经线上相距很远的两地A和B，同时测同一恒星和该两地铅垂线间的夹角，即恒星的天顶距Z 和Z （图2-4）。两个天顶距的差值Z －Z 就是该两地的纬度差△φ。
A、B两地的距离可用三角测量法测出。这样的方法所测的结果显然比古代的精度提高了。但实际应用上，测量和计算都很复杂，这里就不作介绍了。
1979年，根据大地测量和地球物理协会决议，采用有关地球形状，大小和重力的数据如下：
地球的赤道半径a 6,378,137米
地球的极半径b 6,356,752米
地球的平均半径(2a＋b) /3 6,371,008米
地球的扁率 (a－b)/a 1/298.257