Все геометрические способы основаны на применении отвесов, которые опускают с поверхности в подземные выработки через стволы, скважины большого диаметра и другие вертикальные проходки. Массу груза и диаметры проволоки отвесов устанавливают в зависимости от глубины шахты. Для уменьшения колебаний отвесы помещают в сосуды с водой или маслом. Вместо отвесов иногда применяют высокоточные лазерные или оптические приборы вертикального проектирования.

Для передачи плановых координат с поверхности в подземные выработки используют один отвес. От ближайших пунктов полигонометрии определяют координаты отвеса на поверхности и эти же значения координат приписывают нижней точке отвеса. Необходимо отметить, что даже в случае применения физических способов ориентирования передачу координат можно выполнить лишь при помощи отвеса или иного вида вертикального проектирования.

В способах передачи дирекционного угла используют два отвеса, отстоящие друг от друга на возможно большее расстояние, которое допустимо при вертикальной проходке.

Когда по мере сооружения тоннеля возникает необходимость уточнения его ориентирования и появляется возможность передачи координат в подземные выработки, применяют способ двух шахт. Сущность способа состоит в сравнении координат одной и той же точки, полученных по подземному полигонометрическому ходу и переданных с поверхности через скважину. По разностям координат вычисляют продольную и поперечные невязки. Линейную величину поперечной невязки перевычисляют в угловую меру пропорционально общей длине подземного полигонометрического хода и вводят в виде поправки в примычный угол этого хода. Продольную невязку распределяют в виде поправок пропорционально длинам линий. По исправленным значениям дирекционных углов и длин линий вычисляют исправленные значения координат подземного полигонометрического хода.