Gravimetrične meritve služijo za določitev anomalij gravitacijskega polja na zemeljskem površju, ki jih povzročajo spremembe gostote medijev v bližini zemeljske površine, zaradi katerih se izmerjeno gravitacijsko polje občutno premakne od teoretičnega gravitacijskega polja.
Pozitivna anomalija potrjuje, da so prisotni mediji z določeno gostoto, ki je večja od gostote v okolju, medtem ko so negativne gravimetrične anomalije povezane z območji, ki prikazujejo manjšo gostoto in torej manjšo maso.
Meritve gravitacijske anomalije se izvedejo z uporabo posebnih instrumentov, ki jih imenujemo gravimetri, razdeljeni v dve glavni kategoriji: absolutni gravimetri, ki merijo intenzivnost gravitacijskega vektorja v eni točki in relativni gravimetri, ki merijo spremembo teže med dvema točkama.
Ker so meritve zelo natančne in občutljive, se smatra, da so absolutni gravimetri še danes težka oprema, s katero težko upravljamo in predvsem počasi. Zaradi tega so razvili relativne gravimetre, ki kljub temu, da so izjemno občutljivi instrumenti imajo prednost, da se preprosto prenašajo in izvajajo hitre meritve.
Relativni gravimetri temeljijo na ravnovesju mase, ki jo vzdržuje vzmet: raztezanje vzmeti glede na določen začetni položaj je funkcija spremembe gravitacijskega pospeška med izhodiščno točko in trenutnim merilnim mestom. Obstajata dve vrsti relativnih gravimetrov, linearni in astatični gravimeter.

Linearni gravimeter sestoji iz vzmeti, ki podpira mase, kjer silo teže uravnava napetost vzmeti. Za dano povečanje pospeška gravitacije je raztezanje vzmeti neposredno sorazmerno z uporabljeno maso m in obratno sorazmerno z elastično konstanto vzmeti. Občutljivost instrumenta, ki jo določa razmerje mase na elastični konstanti, se lahko poveča, možno je tudi povečati maso ali zmanjšati elastično konstanto.

Sodobni gravimetri so vsi astatični, v smislu, da so nestabilni, saj delujejo blizu točke nestabilnosti mehanskega elastičnega sistema, s čimer precej spremenijo ravnovesje gravitacijske opreme tudi pri minimalnih spremembah gravitacije. Občutljivost teh instrumentov se izmeri v 10-8  m/s² .