Geoid adalah bidang ekuipotensial yang mendekati permukaan laut rata-rata. Secara geometrik, permukaan geoid tersebut diorientasikan relatif terhadap suatu bidang ekipotensial teoritik yang potensial gayaberatnya, yaitu U, sama dengan potensial gayaberat geoid W seperti terlihat pada Gbr 1. Bentuk geometri bidang ekipotensial teoritik tersebut dipilih sebagai ellipsoid putaran yang mewakili bentuk bumi sesungguhnya (bumi normal). Selain dari itu, ellipsoid tersebut didefinisikan mempunyai kriteria-kriteria sebagai berikut:

• Massa ellipsoid sama dengan massa bumi sesungguhnya,
• Densitas massanya homogen,
• Pusat ellipsoid berimpit dengan pusat massa bumi sesungguhnya,
• Kecepatan sudut rotasi ellipsoid sama dengan kecepatan sudut rotasi bumi sesungguhnya.

Bidang ellipsoid tersebut dikenal pula dengan istilah ellipsoid referensi. Jarak antara satu titik di geoid dengan titik pasangannya di permukaan ellipsod (sepanjang arah normal ellipsoid) dinamakan sebagai undulasi geoid atau tinggi geoid.