Nel XVIII e nel XIX secolo i viaggi di esplorazione, le conquiste coloniali e i bisogni sempre più sofisticati della cartografia stimolarono la diffusione e il continuo perfezionamento degli strumenti geodetici e topografici. Il costruttore inglese Jesse Ramsden introdusse per primo, verso il 1770, una macchina da dividere in grado di tracciare in modo semiautomatico e preciso le graduazioni sui cerchi degli strumenti scientifici. Grazie a tale macchina anche un operaio non specializzato poteva dividere in pochi minuti e con grande precisione la scala di uno strumento. Ad un miglioramento dei materiali e delle tecniche costruttive corrispose una notevole evoluzione nella concezione e nella realizzazione delle parti ottiche degli strumenti. Costruttori come Ramsden o George Adams contribuirono anche notevolmente alla diffusione del teodolite che lentamente soppiantò l'uso del grafometro. Contemporaneamente furono introdotti strumenti di nuova concezione. Hadley verso il 1730, aveva concepito un ottante a riflessione (dal quale deriverà il sestante) che nella seconda metà del Settecento venne progressivamente sostituendo gli strumenti fino allora utilizzati per misurare le altezze degli astri. Il francese Borda ideò un circolo a ripetizione che fu utilizzato nelle operazioni di triangolazione per la precisa misura del grado di meridiano, grazie alla quale fu possibile determinare esattamente il metro. Con questo strumento, dotato di due cannocchiali indipendenti, si può ripetere la misura di un angolo più volte in modo da ottenerne un valore medio, con un minimo errore. Nel XIX secolo strumenti come teodoliti e tacheometri (una specie di teodolite che permette anche la misurazione delle distanze) vennero perfezionati dal punto di vista ottico e meccanico. Furono anche ideati modelli speciali per esigenze diverse, quali i rilevamenti per la costruzione di ponti e di gallerie, la realizzazione di tracciati ferroviari, o il tracciamento delle miniere.

I migliori costruttori di strumenti topografici e geodetici furono indubbiamente inglesi, francesi e tedeschi. In Italia per avere buoni strumenti topografici sarà necessario attendere gli anni sessanta dell'Ottocento quando a Milano, sotto la direzione di Ignazio Porro, venne fondata la ditta Filotecnica (poi Filotecnica Salmoiraghi). Negli stessi anni, a Firenze, cominciarono a operare le Officine Galileo.