Теодолиты различных систем отличаются друг от друга конструкцией некоторых деталей и оптическими характеристиками, но общей особенностью всех аэрологических теодолитов является применение ломаной зрительной трубы для обеспечения возможности удобных и беспрепятственных наблюдений за движущимся шаром-пилотом (метеозондом), поэтому такие приборы называют шаропилотными. Обычные геодезические теодолиты с прямой трубой такой возможности не дают, либо работа с ними в таком положении является очень затруднительной.

Аэрологический шаропилотный теодолит — угломерный инструмент, который используется в метеорологии для измерения угловых координат и растояний при наблюдениях за шаром-пилотом, выпускаемым в свободный полёт с целью определения скорости и направления ветра в атмосфере.   Шар-пилот представляет собой резиновый шар определенного веса и размера, надуваемый водородом, чтобы обеспечить высокую скорость подъема.