Gonyometrelerin bir çok çeşidi vardır. Gonyometre açıları, bir prizmanın yüzleri arasındaki iki düzlemli açıları ve yüzün, kafatasının ve kemiklerin çeşitli açılarını ölçmeye ve işaretlemeye yarayan aletlerin adıdır. Radyogonyometre ise bir uçağın yerini ve yönünü belirlemeğe yarayan âletdir. İniş gonyometresi, radar olmadığı zaman kör inişi kolaylaştıran radyoelektrik cihazlardır.
Astrolabdan türemiş bir goniometrenin ilk açıklaması, Gemma Frisius tarafından 1538’de yapıldı. Teodolitin icadından önce, goniometre, araştırmada kullanılmıştır.
Yer ölçümünde kullanılan gonyometre, uç uca bitiştirilmiş iki silindirden meydana gelir; alttaki sabit kalır, üstteki silindirleri birleştiren yuva içinde hafif bir sürtünmeyle dönebilir. Her iki silindirde de* âleti konuya yöneltmek için pencere ve hedefler bulunur. Birleşme çizgisi Ö°’den 360°’ye kadar bölümlere ayrılmıştır; üst silindiri hafifçe döndüren gözlemci, iki görme ekseni arasında meydana gelen açıyı bu çizgi yardımıyle okuyabilir.
Pusulalı gonyometre’ler günlük topografya işlemlerinde ve topçu atışlarının hazırlanmasında kullanılır. Topun barut kesimi üzerine yerleştirilen başka bir model de (eskiden muhasara gonyometresi denirdi) namlunun doğrultulmasına yarar. Prizmalı bir periskop üzerine yerleştirilmiş periskoptu gonyometre ise, tanzim atışında, yatay sapma açılarını ölçmekte kullanılır.
Gonyometre, billûrbilimde, billûrların yüzleri arasındaki iki düzlemli açılan ve optikte iki ışık demetinin yaptığı açıyı belirlemekte kullanılan bir açı ölçme âletidir. Gonyometre özellikle, saydam bir prizmanın açısı ile prizma içinden geçen ışık demetinin en küçük sapmasını ölçerek, bu prizmanın ışık kırma indislerini belirler.
Fizikte kullanılan ilk gonyometre, 1783 yılında Carangeot tarafından tasarlanan uygulama gonyometresidir; bir eksen etrafında dönen iki çelik çubuktan meydana gelir. Bu çubuklar, yüzeylerin arakesit ayrıtına dik olacak şekilde, bir billûrun iki yüzüne dayanır ve bölümlü daire üzerinde açının derecesi okunur. Bu âletin kesinliği yarım dereceyi aşmaz..
Yansımalı optik gonyometre de çok kullanılır. Tek daireli gonyometrelerde, açısı ölçülerek iki yüzeyin arakesit ayrıtı, bölümlü daireye dik olan âlet ekseniyle çakıştırılır. Kolimatörlerden gelen paralel ışınlı bir demetin her iki yüzeyde yansıdıktan sonra dönen ışık demetlerinin doğrultuları bir dürbünle işaretlenir. Babinet gonyometresi’nde bölümlü daire yatay, Wollaston gonyometresi’nde ise düşeydir. İkincisini mineraloji bilginleri genellikle küçük boyutlu billûrlar İçin kullanılırlar. Daha modem olan çift daireli gonyometre’lerde, bir tek ayarla, küçük bir billûrun bütün nin o andaki yerini kesinlikle belirleyebilir, şimali optik gonyometrelerin doğruluk derecesi, bir yay dakikasından daha yüksektir.