为城市各项公用设施的设计、施工、竣工和运营管理各阶段的需要所进行的测量工作。市政工程测量是在城市测量控制网和城市大比例尺地形图的基础上进行，各项市政工程的主要轴线点位，应采用城市的统一坐标和高程系统。城市道路网是城市平面布局的骨架，市政工程的用地范围，常以规划道路中线为依据来确定。规划道路中线的定线测量和以中线为依据确定建筑用地界址的拨地测量是市政工程测量的先行工序。
各个单项市政工程测量，多在其中线附近的带状范围内施测，具有线路工程测量的特点。市政工程建设各阶段的测量工作分为设计测量、施工测量、竣工测量和变形观测等。
设计测量 对于带状工程，如道路、给排水管线、电力和通信电缆、地下人防通道等。主要是根据附近的测量控制点将其规划中线测设到实地上，并以中线桩为准，施测一定宽度、比例尺为1∶500的带状地形图和纵、横断面图，作为工程平面布置及高程、坡度等设计的依据。对于非带状工程，如广场、立体交叉、交通枢纽等，一般1∶500比例尺地形图可满足设计要求，特殊需要时可施测1∶200比例尺地形图或施测边长为5×5米的方格网高程图。
施工测量 首先是恢复和校测设计测量所定的中线桩位,然后以中线为准放样工程构筑物的各主要轴线,再根据各轴线进行细部放样；并设置用于施工的标志，作为按图施工的依据。施工测量的精度，按工程的不同要求来确定，差别较大。如自流排水管道对高程测量的要求高于有压力的给水管道，而直埋通信电缆一般只测相对埋深即可。施工测量的方法，更因工程性质和施工方法的不同而异，但开工前对中线桩位置，应采取妥善的保留措施，以便施工中随时检查和恢复中线，这是各种工程施工测量顺利进行的基本保证。在道路施工中，多在路边两侧钉设平行中线的施工边桩，并测出各桩顶高程，用以控制中线、路拱和侧石的位置和高程。在地下管道施工中,多在沟槽上埋设坡度板,用以控制管道中线高程和坡度；在用顶管法施工时，用经纬仪和水准仪或激光导向仪控制掘进方向；在用盾构法施工中，则需要三个坐标参数定位，三个旋转角参数控制掘进方向。在广场施工中,可用边长5～10米的方格网控制场地平面位置与高程，也可用激光平面仪控制高程。
竣工测量 主要测定各项工程竣工时主要点位（如道路交叉点、地下管道的转折点、 窨井中心、 消火栓等）的平面位置和高程（见工业建设竣工测量）。隐蔽工程要在回填前进行施测。平面坐标根据城市控制点按解析法测定，高程用水准仪直接测定。根据竣工测量资料编制竣工图（包括竣工总平面图、分类图、断面图以及必要的说明等）。市政工程竣工图是城市基本建设的重要档案，对于市政工程的规划管理、改建、扩建以及抢险、战时修复等都是必不可少的。
随着城市建设的发展，各种地上、地下和架空的市政公用设施将随之增多，从而形成一个完整的市政工程综合系统。为了便于各方面的使用，可将各种市政工程的竣工位置资料数字化后，统一储存在电子计算机控制的数据库内，然后根据需要提取有关数据，用来绘制各种竣工图。
变形观测 对重要桥梁、立体交叉、多层道路、堤防和地质条件不良地段的工程建筑物观测沉降、位移、倾斜和裂缝等（见建筑物变形观测）。一般包括施工中荷载变更时和运营中的定期观测，为鉴定工程质量、安全运营和工程研究等提供资料。