封建社会时期，中国的测量技术迎来全面繁荣。春秋战国时期，《考工记》详细记载了车辆制造中的尺寸标准，“圆者中规，方者中矩”的造物理念，推动规、矩等工具的精度提升；秦始皇统一度量衡，将“度长短者，不失毫厘”的标准推广至全国，青铜卡尺的出现，使测量精度达到毫米级。
紧接着，在两汉与魏晋南北朝时期，测量技术在理论深化与工具革新上实现双重突破。西汉时期，《周髀算经》提出“勾三股四弦五”的勾股定理应用，将数学理论与测量实践紧密结合，书中记载的“日高术”通过两次测量日影长度，推算太阳高度，成为三角测量法的雏形。1992年在扬州市出土的东汉铜卡尺，由固定尺、活动尺与游标组成，其设计原理与现代游标卡尺如出一辙，可精确测量物体的长、宽、深，将测量精度提升至0.2毫米，展现出当时高超的机械制造水平。
魏晋南北朝时期，数学家刘徽在《九章算术注》中创立“割圆术”，通过不断分割圆内接正多边形逼近圆周率，将π值精确到3.1416，为圆规等绘图工具的使用提供了更严谨的数学依据。祖冲之父子进一步将圆周率计算到小数点后七位，其成果领先世界近千年，这一突破不仅推动了天文历法中日月运行轨迹的测算，也为建筑、机械制造中的弧度测量提供了理论支撑。同时，裴秀绘制《禹贡地域图》时提出“制图六体”理论，即分率、准望、道里、高下、方邪、迂直，系统阐述了比例尺、方位、距离等地图测绘要素，使中国古代地图绘制从经验走向科学。
这一时期，测量工具在军事与工程领域的应用也更为广泛。《孙子兵法》中“料敌制胜，计险厄远近”的论述，强调地形测量对军事战略的重要性，曹魏时期的马钧发明“指南车”，利用齿轮传动保持车上木人指向南方，解决了行军中的方位测定难题。在水利工程方面，曹魏时期的刘徽提出“重差术”，通过两次测量高差计算河宽，这一方法被广泛应用于堤坝修筑与渠道开凿。北魏郦道元着《水经注》，记载了大量河流长度、落差的测量数据，其对黄河流域地形地貌的精确描述，成为古代水文测量的重要文献。这些理论创新与工具改良，不仅推动了社会生产的发展，更为后世测量技术的持续进步奠定了坚实基础。
到了唐宋，测量技术与天文、地理学科深度融合。僧一行主持的全国天文大地测量，使用“复矩”测量北极星高度，验证了“南北地隔千里，影差一寸”的科学论断；沈括在《梦溪笔谈》中记载的“飞鸟图”测绘法，以比例尺绘制地图，比欧洲早四百余年；元代郭守敬发明的简仪、仰仪等天文测量仪器，将天体位置的测量精度提升到新高度，其主持的四海测验，在全国设立27个观测点，测量范围北至北海（今西伯利亚），南达南海（今西沙群岛）。
两宋时期，测量技术在市井经济与文化繁荣中焕发新生。李诫编纂的《营造法式》不仅规范了建筑测量标准，更记载了“水平真尺”“望筒”等专用工具，使殿堂营造误差不超过半寸；苏颂主持建造的水运仪象台集成浑仪、浑象与报时装置，通过齿轮系统实现精确的天文测量与时间计量，其“天衡装置”更是世界最早的擒纵机构。同时，商业贸易的兴盛催生了精密量器的需求，宋代“戥子秤”以金属制成，能精确称量至厘克，成为药材交易、贵金属鉴定的必备工具。
而在这其中的五代十国以及其他历史时期，乃至后来的明清时期，测量技术在传承中持续革新，既保持着东方测量体系的独特脉络，又在东西方文化碰撞中孕育出新的突破。五代十国虽处战乱，但测量技术在局部地区仍有发展，南唐画家顾闳中在《韩熙载夜宴图》中对建筑空间的精确描绘，暗含透视测量原理；吴越国修建扞海石塘时，工匠通过“竖标测潮”记录潮汐高度，为水利工程提供数据支撑，展现出测量技术在特殊历史时期向实用性的倾斜。
元朝之后，明清两代的测量技术在继承传统的同时开启西学东渐的交融之路。明代郑和下西洋时，船队使用“牵星术”导航，通过测量北辰星距水平线的高度确定纬度，《郑和航海图》中记载的24页航海地图、109条针路航线，均以精确的测量数据为基础。晚明时期，利玛窦将西方的经纬测量法、地球仪等引入中国，徐光启与利玛窦合译《几何原本》，为中国数学测量注入公理化思维；清代康熙年间，传教士白晋、雷孝思等人运用三角测量法，完成全国性地图《皇舆全览图》的测绘，该图采用经纬网投影，实测数据覆盖全国，其中对西藏、新疆等边远地区的精确测量，不仅推动了地图学发展，更强化了国家疆域认知。
然而，明清时期的闭关锁国政策也导致测量技术发展逐渐滞后于西方。当欧洲在18世纪进入工业革命，发明游标卡尺、经纬仪等精密仪器时，中国仍以传统测量工具为主。但即便如此，传统测量智慧依然在民间延续：徽派建筑的“营造尺”保留着对鲁班尺的改良，通过特定的尺寸比例实现美学与实用的统一；景德镇陶瓷匠人使用“火照”测量窑温，以釉色变化判断火候，这种经验性测量方法至今仍是传统工艺的精髓。直至晚清洋务运动兴起，西方测量技术与仪器大规模引入，古老的测量体系才在近代化浪潮中开启新的变革篇章，东西方测量文明的碰撞与融合，最终重塑了现代测绘科学的面貌。
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