Massa's trekken elkaar aan volgens de gravitatiewet van Newton. Het gevolg hiervan is dat het water in de oceanen (in rust) ook bergen en dalen vertoont. Dit wordt veroorzaakt door de heterogene massaverdeling in de aarde. Indien men puur kijkt naar de bergen en dalen in het water door deze massaverdeling, spreekt men over de geoïde. De geoïde wordt meestal uitgedrukt in geoïdehoogten boven een afgeplatte bol, een ellipsoïde. Hierdoor is ook het effect van de afgeplatte aarde (door rotatie en getijdenwerking) meegenomen. Geoïdehoogten hebben een bereik van -100 meter (Indische Oceaan) tot 80 meter (IJsland).
Geoïde-hoogten, gebasseerd op CHAMP gegevens [GFZ].
Deze geoïde zou men ook over land kunnen doortrekken. Het is een oppervlak, waarop water niet zou stromen. Massa's vallen loodrecht door dit oppervlak. De geoïde vormt theoretisch dan ook het nulpunt voor hoogtemetingen. In praktijk worden waterpasmetingen gedaan vanuit een bepaald (veelal nationaal) nulpunt. Hierdoor kunnen hier kleine afwijkingen ontstaan.
Kennis over de geoïde is cruciale informatie voor oceanografen. Zij moeten immers weten hoe het oppervlak in rust eruit ziet om oceaanstromingen te kunnen bepalen. Het geoïde-oppervlak wordt dan afgetrokken van het zeeoppervlak (veelal bepaald met satellietaltimetrie) om de getijden en oceaanstromingen in kaart te brengen.
De laatste tijd, sinds de lancering van de GRACE-satellieten, is het mogelijk om variaties in tijd te meten. Hierdoor kunnen massaveranderingen, zoals de regenseizoenen en het smelten van de poolkappen met onafhankelijke informatie in kaart worden gebracht.
Ten slotte geldt het gravitatieveld als één van de weinige informatiebronnen over de massaverdeling binnen de aarde.
