氣泡水平機系檢驗機器安裝麵或平板是否水平，及測知傾斜方向與角度大小的測量機器，其外形系用高級鋼料制造架座，經精密加工後，其架座底座必須平整，座麵中央裝有縱長圓曲形狀的玻璃管，也有在左端附加橫向 小型水平玻璃管，管內充滿醚或酒精，並留有一小氣泡，它在管中永遠位於最高點。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常，工廠安裝機器時，常用氣泡水平機的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等規格，即是將水平機置於 1 m 長的直規或平板之上，當其中一端點有靈敏度指示大小的差異時，如靈敏度為0.01 mm/m，即是表示直規或平板的兩端點有0.01 mm的高低差異 ( 相當於兩端點相差2秒 )，當1 m長的有h mm高度差時，氣泡會一個刻度的差異。氣泡水平機的原理是利用氣泡在玻璃管內，氣泡可經常保持在最高位置的特性 對於一定的傾斜角 ，而欲使氣泡的移動量大 ( 即所謂靈敏度良好 )，需增大圓弧半徑 (R) 即可。若水平機每刻度距離為2 mm和靈敏度為0.01 mm/m時，相當1 m的兩端點相差2秒。即是氣泡管半徑為206.185公尺，裝置在框架內，不同靈敏度即有不同半徑，而與框架長短並無直接關系。 使用水平機應先行檢查，先將水平機放在平板上，讀取氣泡的刻度大小，然後將水平機反轉置於同一位置 ，再讀取其刻度大小，若讀數相同，即表示水平機底座與氣泡管相互間的關系是正確的。否則，需用微調螺絲調整直到讀數完全相同，才可作測量工作。若想檢查水平機精度，可用正弦桿和量塊組成的已知角度大小。同時，欲測量較大傾斜角也可配合正弦桿與水平機共同使用。 新式的水平機作為傳統水泡式傾角的替代品，更多的應用在道路工程，機械測量，建築工程，工業平臺，石油勘測，軍工，船舶，以及其他需要重力參考系下的傾角或者水平的情況。
按照 材質分類，水平機又可以分為 塑料水平機，玻璃水平機。塑料水平機精度低，玻璃水平機精度比較高。
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