A pesar de su formación en general deficiente, los topógrafos coloniales desempeñaron un papel importante en la configuración del paisaje americano primitivo. Su instrumento principal fue la cadena de Gunter, que ayudó a minimizar los errores cometidos por topógrafos con habilidades matemáticas limitadas. La cadena contenía cien eslabones y medía sesenta y seis pies. Un cuadrado con diez lados de cadenas encerraba un acre, y ochenta cadenas medían 5,280 pies, o una milla. La mayoría de los primeros levantamientos se realizaban mediante travesías, lo que significaba que, desde un punto de partida, el topógrafo creaba los límites alrededor de una propiedad utilizando una brújula de marinero para medir los ángulos y una cadena de Gunter para medir los lados. En el norte, la mayoría de los levantamientos de tierras coloniales eran aproximadamente rectangulares y contiguos, pero en el sur los levantamientos por "límites y límites" significaban que los reclamantes eran libres de trazar límites alrededor de cualquier terreno no reclamado por otro. Las encuestas se registraron de dos formas. Una descripción escrita del terreno solía ir acompañada de un mapa o plano, mientras que en la tierra misma los límites se identificaban con marcas en árboles, estacas enterradas o pilas de piedras.
A mediados del siglo XVIII, los agrimensores tenían una gran demanda de agrimensores cuyas tierras eran vulnerables a los ocupantes ilegales. Una encuesta registrada significaba que los terratenientes podían persuadir a los ocupantes ilegales para que aceptaran un contrato de arrendamiento o serían expulsados. En Virginia, Lord Fairfax empleó como topógrafos tanto a George Washington como a Peter Jefferson, el padre del futuro presidente. Las dificultades de la agrimensura y el valor del servicio significaron que los agrimensores tenían salarios a la par con los abogados. Sin embargo, para George Washington y muchos otros, la topografía no solo proporcionó grandes tarifas, sino también la oportunidad de identificar extensiones deseables para sus propias especulaciones sobre la tierra.
En 1763, los propietarios de Maryland y Pensilvania contrataron a los astrónomos ingleses Charles Mason y Jeremiah Dixon para que realizaran un estudio del límite largamente disputado que separaba sus colonias. Con la ayuda del astrónomo colonial David Rittenhouse, el grupo utilizó equipos hechos a medida y técnicas de topografía astronómica para garantizar la precisión de la frontera de 244 millas de los estados actuales de Maryland, Pensilvania y Virginia Occidental. Este límite se conoció en el siglo XIX como la Línea Mason-Dixon, la división entre esclavos y estados libres.
En la década anterior a la Revolución Americana, los especuladores formaron varias compañías con el propósito de adquirir tierras en el oeste trans-Apalache. A pesar de la Proclamación Line de 1763 que prohíbe los asentamientos en esta región, George Washington y Benjamin Franklin fueron dos de las muchas figuras coloniales prominentes involucradas en estos intentos finalmente inútiles de realizar adquisiciones de tierras a gran escala. Hombres como Daniel Boone se adentraron en el desierto en el empleo de especuladores privados y compañías de tierras que les pagaban para encontrar y estudiar terrenos de elección para comprarlos en el futuro.
Después de la Revolución Americana, un aumento en la migración occidental hizo que el Congreso Continental aprobara la Ordenanza de Tierras de 1785. En un intento de evitar la ocupación generalizada, esta ley exigía que los territorios occidentales recientemente cedidos por los estados fueran inspeccionados y vendidos en subasta pública. . La tierra se dividiría en municipios de seis millas cuadradas, cada uno subdividido en treinta y seis secciones. Los límites de norte a sur se denominaron líneas de municipio y de este a oeste, líneas de distribución. El punto de partida de la encuesta fue designado como el lugar donde el río Ohio cruzaba la frontera occidental de Pensilvania. Thomas Hutchins recibió una comisión de tres años por parte del Congreso para servir como el primer geógrafo de los Estados Unidos. Recibió un salario de seis dólares diarios para supervisar un equipo de topógrafos que se seleccionaría de cada uno de los estados. Debían inspeccionar los primeros siete rangos al norte y al oeste del río Ohio, y el 22 de septiembre de 1785 Hutchins comenzó a inspeccionar la primera línea de rango. Con equipos de hachas despejando el camino por delante, el hombre de la cadena trasero se paró junto a la estaca de inicio sosteniendo un extremo de la cadena mientras el delantero llevaba la cadena hacia una marca vista usando los rumbos de la brújula, desenrollándola a medida que avanzaba. Al cabo de sesenta y seis pies, se marcó el lugar, se acercó el hombre de la cadena de atrás y se repitió el proceso. De esta manera, los equipos de topografía avanzaron lentamente a través del paisaje.
Los esfuerzos de Hutchins se vieron obstaculizados por conflictos de interés que involucraban a sus topógrafos, varios de los cuales eran agentes de compañías de tierras que buscaban comprar grandes extensiones para revenderlas a colonos individuales. Los disturbios indios también ayudaron a retrasar la encuesta, y el trabajo en sí no solo se retrasó, sino que se hizo mal. Hutchins murió en 1789, pero la velocidad general y la precisión del trabajo topográfico no mejoraron hasta el nombramiento de Jared Mansfield como topógrafo general en 1803.
Mansfield era un matemático educado en Yale que comenzó inmediatamente a regularizar el sistema de encuestas. Comenzando una milla al oeste de la frontera de Indiana con Ohio, Mansfield designó el Primer Meridiano Principal. Esta era una línea de municipio norte-sur cuidadosamente estudiada desde la cual las líneas de distribución este-oeste se ejecutaban en ángulos rectos precisos. Luego inspeccionó personalmente el Segundo Meridiano Principal. A partir de ese momento, el paisaje comenzó a tomar el patrón de tablero de ajedrez que aún es reconocible desde el aire. El sucesor de Mansfield, Edward Tiffin, introdujo la práctica de corregir la convergencia de las líneas de longitud (a medida que se acercan a los polos) decretando que después de cada cuatro o cinco rangos, se delimiten nuevos meridianos a intervalos de exactamente seis millas.
En 1816, Ferdinand Hassler, profesor de matemáticas en West Point, fue nombrado primer superintendente del US Coast Survey y comenzó el enorme trabajo de inspeccionar las costas de la nación. Sin embargo, en dos años, el Congreso suspendió la encuesta, que temía que los métodos de Hassler fueran demasiado lentos y costosos. El trabajo en la encuesta se reanudó en 1833 después de la reelección de Hassler por el Congreso. Continuó trabajando en la encuesta de la costa hasta su muerte en 1843.