Isaac Newton descobriu a força de atração entre dois corpos e propôs a lei da gravitação universal. Esta lei relaciona a força de atração exercida por corpos de massa m e M com o inverso do quadrado da distância entre estes dois corpos. Incluindo também uma constante denominada constante de gravitação universal a qual foi definida por Cavendish mais de um século após a proposição da lei da gravitação.

Superfícies equipotenciais são aquelas nas quais os valores da aceleração gravitacional são constantes/idênticos. A forma da Terra é função de seu movimento de rotação assim como das forças de atração exercidas por outros corpos celestes.

A Terra se comporta como um corpo elástico se deformando em relação ao seu movimento (rotação e translação).

A lua e o sol causam variações na distribuição da massa da Terra através das marés. O nível médio dos mares representa uma superfície hidrostática equipotencial. Há o efeito de marés nos oceanos e mares e o efeito da maré da Terra sólida. A forma da Terra não é esférica mas pode ser aproximada por uma superfície matemática de muito boa aproximação conhecida como elipsóide de referência. Esta figura geométrica é achatada nos polos e alongada no Equador.

métodos de estimativa dos valores da aceleração gravitacional (pêndulo, queda livre, gravímetros). Gravímetros podem medir a gravidade absoluta ou seus gradientes em relação a um ponto conhecido. Na maior parte dos casos mede-se o gradiente. O sistema dos gravímetros mais modernos é baseado em um conjunto mola-peso, através do estudo da distensão desta mola infere-se mudanças nos valores de g.

A correção/redução dos dados gravimétricos consiste em conduzir os valores de gravidade medidos em sua estação para o elipsóide de referência. As principais correções são: Correção de Terreno, Correção de Bouguer, Correção de Free Air. Se a gravidade for medida a partir de um veículo em movimento deve-se proceder a Correção de Eötvös.

As anomalias gravimétricas surgem do fato da distribuição de massas no interior da Terra não ser homogênea. Caso contrário, os dados gravimétricos após redução seriam iguais àqueles computados através da formula da gravidade normal. As anomalias são encontradas através da diferença entre dados reduzidos e gravidade calculada. As anomalias Bouguer e Air Livre são definidas por fórmulas distintas. Normalmente há uma raiz de rochas menos densas em regiões da crosta abaixo de áreas de orogênese (isostasia?).