铁路线路的测量过程分为初测和定测两个关键阶段。初测阶段主要任务是详细测量沿线的地形、地质和水文情况，通过导线测量建立平面控制，水准测量确定高程，并绘制1:5000至1:1000比例的带状地形图。在这个过程中，会在地形图上进行纸上定线，设计线路走向和坡度，为初步设计提供依据。纸上定线通过曲线连接转向点，计算曲线要素并标注里程和桩号。
定测阶段则是将设计的线路实际测量到地面上，包括中线测量、曲线测设和断面测量。中线测量分为放线和中桩测设，放线是根据纸上定线的交点测设直线到地面，利用初测导线或预先计算的数据确定中线。中桩测设则是设置百米桩、控制桩等，保证线路准确无误。圆曲线和平缓曲线是曲线测设的重要部分，圆曲线由一定半径的圆弧构成，需要测设圆曲线主点和圆曲线要素；缓和曲线则是连接直线与圆曲线的过渡，曲率半径随距离变化。
纵断面测量是测量线路中线桩的地面高程，用于设计坡度和绘制纵断面图，通常高程比例尺大于水平距离比例尺。横断面测量则是垂直于中线方向的地面起伏测量，用于设计横断面形状、计算土石方量和构筑物布局，比例尺一般为1:100或1:200。
线路测量是指铁路、公路、河道、输电线路及管道等线形工程在勘测设计和施工、管理阶段所进行的测量工作的总称。