水平儀的原理主要分為以下幾種類型：
機械式水平儀。這種水平儀通常包含一個小球或氣泡來指示物體的平衡狀態。其工作原理基於重力，通過觀察氣泡的位置來判斷物體的水平狀態。例如，氣泡位於中心時，表示物體處於水平狀態。
電子式水平儀。利用電子感測器（如加速度計和陀螺儀）來測量物體的平衡狀態。這些感測器能夠感知物體的運動和變化，並將數據傳輸到計算機或顯示屏上，以顯示物體的水平狀態。
光學水平儀。這種水平儀通過內置的凸透鏡使光線平行，並在接觸到水平面時反射形成水平線。觀察者通過調節反射器的位置來確保水平線的準確性。
液體填充水平儀。利用液體（如水或乙醇）在玻璃管中的自由流動性。當液體不平衡時，會在管內移動直到達到水平狀態。氣泡或顏色的變化指示了液體的移動，從而顯示了水平狀態。