Podle nejstarších představ měla mít Země různé tvary, od ploché desky, přes krychli až po útvar plující v oceánu nebo spočívající na třech velrybách, čtyřech slonech apod. Poměrně brzy lidé díky astronomickým pozorováním zjistili, že Země je kulatá. Důkazů bylo hned několik. Z připlouvající lodě byl nejprve vidět stožár, pak zbytek lodi nebo při měsíčním zatmění měl stín Země kruhový tvar apod.
Na základě měření délky jednoho stupně byl kulový tvar Země nahrazen elipsoidem. První pokus o výpočet zploštění provedl Runer Josip Bošković. Využil nejen dosud publikovaných vysledků měření, ale také je doplnil o svá vlastní měření. Dalším byl Henrik Johan Walbeck, který při výpočtu používal metodu nejmenších čtverců pro co nejlepší aproximaci naměřených výsledů. Jeho hodnota zploštění Země byla 1/302,76. Nejznámější a ve své době nejpoužívanější výpočet pochází z roku 1841 od Friedricha Bessela, který vypracoval vlastní metodu (využil deset různých stupňových měření z Evropy, Asie a Jižní Ameriky). Zlom nastal roku 1828, kdy Karl Gauss zjistil, že díky nerovnoměrnému rozložení hmoty nemá Země tvar rotačního elipsoidu, ale tvar mírně odlišný.
Roku 1837 tento fakt Friedrich Bessel odůvodnil tím, že Země je tvořena nehomogenní hmotou. To způsobuje nestejné hladiny zemských oceánů, některá moře jsou až o metr výš nebo níž oproti střední hladině. Navíc na hladinu oceánů a moří působí příliv a odliv, malé a velké vlny, místa o vysokém a nízkém tlaku v atmosféře, změny teploty v oceánu (mění hustotu a objem vody) nebo déšť a voda řek ústících do moře. Těmito úvahami došel Friedrich Bessel k názoru, že nejlépe vystihuje tvar Země těleso s názvem geoid. Ten je matematicky obtížně definovatelný. Představíme si ho tak, že Zemi přemístíme na místo, kde by na ni nepůsobily žádné vlivy - jiná kosmická tělesa, ustal by déšť a vítr, teplota by byla konstantní. Tvar geoidu určuje hladina úplně klidného moře promítnutá po celém povrchu Země. Tato plocha je uvažována i pod kontinenty. Pokud mluvíme v geofyzice o tvaru Země, myslíme tím právě tvar geoidu. Geoid představuje složitou plochu, na které je tíhový potenciál Země konstantní.
K mapování přesného tvaru geoidu Země se používají radarové výškoměry. Průměrná hladina oceánů nad podmořskými horami je vlivem gravitačního působení vyšší než okolní úroveň mořské hladiny. Stejně tak nad podmořskými proláklinami vznikají prohlubně i na vodě. Změny jsou natolik pozvolné, že lodi plující nad těmito místy, je nezaznamenají. Vědci své výsledky zpřesňují tím, že používají dlouhodobá měření.
Nadmořskou výškou myslíme výšku bodu nad geoidem. Výšku hladiny moře můžeme zjistit pomocí slapové míry. Jedná se o velkou trubici (o průměru 30 cm a více) s malým otvorem pod vodní hladinou, která je umístěna na pilíři (např. na konci mola). Vlny vně trubice jen nepatrně ovlivňují hladinu vody v trubici. Proto lze v trubici odečítat hladinu moře relativně přesně vzhledem k blízké geodetické nivelační značce. Měření se provádí pravidelně několik let a zpracováním výsledků se určí hodnota úrovně hladiny moře. Těchto měr je umístěno na pobřeží oceánů velké množství, měří kromě hladiny moře také barometrický tlak a rychlost větru. Pro Českou republiku je nadmořská výška vztažena od roku 1955 ke střední hladině Baltského moře. Dříve byla používána jako základ hladina Jaderského moře, která je asi o 0,46 m výše.
