Оптическими называют теодолиты со стеклянными кругами и особыми устройствами для отсчитывания— штриховыми или шка-лоьыми микроскопами либо оптическими микрометрами. Оптические теодолиты представляют собой весьма совершенные конструкции теодолитов высокой, средней и технической точности.

К числу оптических теодолитов технической точности относится теодолит ТОМ —теодолит оптический малый. Зрительная труба его имеет увеличение 18х. Цена деления лимбов горизонтального и вертикального кругов равна 10', а отсчеты берутся с точностью до Г при помощи штрихов микроскопа, в поле зрения которого одновременно видны деления обоих кругов.

Несколько более точен оптический шкаловой теодолит ОТШ, точность отсчитывания по его кругам (с оценкой на глаз доли деления шкалы отсчетного микроскопа) равна 0,Г. Теодолитом ОТШ можно работать и как нивелиром, пользуясь прикрепленным к трубе цилиндрическим уровнем. Теодолит ОТШ имеет устройство (компенсатор), автоматически устанавливающее место нуля вне зависимости от наклона основной оси теодолита. Компенсатор заменяет уровень на алидаде вертикального круга. Увеличение трубы теодолита ОТШ равно 27*. Средняя квадратичсская погрешность измерения горизонтального угла одним приемом равна ±7", а измерения вертикального угла ±10". К теодолитам средней точности относится теодолит ТБ-1, позволяющий брать отсчеты с помощью оптического микрометра с точностью до 0,5". Этот теодолит имеет осветительное устройство и поэтому пригоден для ночных работ.

Наиболее точным и совершенным по устройству является в настоящее время оптический теодолит Т-05, предназначенный для измерения горизонтальных углов в триангуляции I класса, со средней квадратической погрешностью ±0,5".