Sur la Lune, la pesanteur est environ six fois moindre que sur Terre. Cela explique les bonds extraordinaires des astronautes du programme spatial américain Apollo, de la mission historique d'Apollo 11 (21 juillet 1969) à celle d'Apollo 17, Apollo 13 exclue. La prévision de ce phénomène a été popularisée dans l'album de Tintin On a marché sur la Lune…
La Terre n'étant pas un astre sphérique isolé formé de couches homogènes, la pesanteur varie en fonction du lieu. La valeur de g = 9,81 n'est qu'approximative, entre autres du fait que la Terre n'est pas parfaitement sphérique et son rayon varie donc en fonction de la latitude, et de l'existence de forces axifuges. Ici on considère le rayon moyen de la Terre, qui vaut 6 371 km.
On pourra retenir pour formule :
avec g en m.s − 2, h hauteur en m et L latitude en unité d'angle.
Même ainsi corrigée, l'accélération de la pesanteur ne suffit pas pour décrire le mouvement de la chute des corps à la surface de la terre.
L'importance du champ de pesanteur de la Terre pour les géodésiens se conçoit aisément lorsqu'on se rend compte que sa direction en chaque point, qui correspond à la verticale du lieu fournie par le fil à plomb, sert de référence lors de la mise en station de tout instrument de mesure géodésique. De manière plus détaillée, on comprend l'intérêt du champ de pesanteur pour les raisons suivantes :
Un corps solidaire de la croûte terrestre est soumis à l'attraction gravifique de la Terre et des autres corps cosmiques, ainsi qu'à la force axifuge (ou centrifuge) causée par la rotation terrestre. La résultante de ces forces est la pesanteur. Elle dépend de la localisation géographique du corps, mais également du temps. L'étude des variations spatiales et temporelles de la pesanteur est l'un des objectifs principaux de la géodésie physique. On peut remarquer d'ores et déjà que l'étude globale du champ de pesanteur de la Terre est basée en grande partie sur l'utilisation de satellites artificiels tournant autour de la Terre. La rotation de ces satellites est découplée de la rotation terrestre, et les satellites subissent par conséquent la seule composante gravifique de la planète. Cette dernière dépend toutefois elle-même implicitement de la composante axifuge, par le fait que la rotation affecte la distribution des masses en aplatissant plus ou moins les diverses strates de la Terre selon qu'elle est plus ou moins rapide.
La pesanteur est une force communiquant à une unité de masse une accélération , laquelle est variable dans l'espace et dans le temps. Dans le système international, l'unité d'accélération est le mètre par seconde par seconde (m/s²). L'intensité du vecteur pesanteur , c'est-à-dire g, au voisinage de la surface terrestre est voisine de 10 m/s², avec des variations maximales atteignant environ 0,2%. En général, les variations Δg de g sont plus importantes pour le géodésien et le géophysicien que les intensités absolues — ne fût-ce qu'à cause du fait qu'on sait faire des mesures différentielles avec plus de précision que des mesures absolues. Par conséquent, une unité pratique pour la gravimétrie est le cm/s². On a donné à cette dernière le nom « gal » en l'honneur du grand physicien italien Galileo Galilei.
La variation maximale de g à la surface de la Terre atteint donc à peu près 5 gal, et est attribuable à la variation de g avec la latitude. Des variations à plus courtes longueurs d'onde, connues comme anomalies gravimétriques du géoïde, sont typiquement de quelques dixièmes à quelques dizaines de milligals (mgal). Dans certains phénomènes géodynamiques dont l'observation est devenue possible depuis peu de temps grâce aux progrès de l'instrumentation géodésique, on s'intéresse à des variations de g en fonction du temps dont l'amplitude atteint seulement quelques microgals (µgal). En fait, des études théoriques (modes du noyau, variation séculaire de g) envisagent actuellement des variations de g se situant au niveau du nanogal (ngal).
En prospection gravimétrique et en génie civil, les anomalies significatives de g sont généralement comprises entre quelques microgals et quelques dixièmes de milligal. Pour fixer les idées, lorsqu'à la surface de la Terre nous nous élevons de trois mètres, la pesanteur varie d'environ 1 mgal. Retenons que: