Ein Gravitationsmesser, auch Gravimeter genannt, dient zur Messung von Gravitationsfeldern an Land, in Meeren und im Weltraum. Gravitationsmesser sind eigentlich Beschleunigungsmesser, die die unterschiedliche Abwärtsbeschleunigung der Schwerkraft messen. Als solche ähneln sie in Aufbau und Design anderen Beschleunigungsmessern, können jedoch wesentlich empfindlichere Messungen durchführen. Die Unterschiede, die sie über die Erd- und Meeresoberfläche hinweg messen müssen, sind in den meisten Fällen nur ein Bruchteil. Da sie so empfindlich sind, sind sie anfällig für Vibrationen wie Lärm; jedoch versuchen Signalverarbeitungs- und Schwingungsisolationsfunktionen, diese Interferenzen auszugleichen.
Relative Gravitationsmesser sind eine von zwei Hauptkategorien von verwendeten Gravitationsmessern, die Vergleiche zwischen Gravitationsniveaus an mehreren Standorten anstellen. Eine Kalibrierung an einem bereits genau gemessenen Ort und dann das Verschieben des Schwerkraftmessers an einen zweiten Ort für eine weitere Ablesung ergibt ein Verhältnis der Schwerkraft an beiden Punkten. Die empfindlichsten und zuverlässigsten Relativschwerkraftmessgeräte, die normalerweise auf Federn basieren, werden als supraleitende Schwerkraftmessgeräte bezeichnet, die eine schwebende supraleitende Niobkugel in einem stabilen Magnetfeld aufweisen. Ein solches Messgerät in Metsahovi, Finnland, war so empfindlich, dass es eine allmählich zunehmende Änderung der Oberflächengravitation gemessen hatte, als einige Arbeiter auf dem Labordach Schnee räumten. Nachdem die Wissenschaftler festgestellt hatten, dass sich zeitweise keine Veränderung einstellte, wurden die Schneeräumarbeiter informiert, dass sie eine Teepause einlegten.
Absolute Gravimeter haben eine Methode zur Messung der Schwerkraft, bei der die Beschleunigung einer frei fallenden Masse in einem Vakuum aufgezeichnet wird, während sie fest am Boden befestigt ist, um die Geschwindigkeit der Masse zu messen. Der Luftwiderstand an der Masse wird reduziert, indem der Luftdruck in der Kammer des Gravitationsmessers auf ein Milliardstel der Atmosphäre eingestellt wird. Ein tragbares Absolutgravitationsmessgerät kann über einen Zeitraum von 1 Stunden mit einer Genauigkeit von einem Teil von 24 Milliarde messen. Die Anziehungskraft der Gezeiten, die Kompression von Gesteinen und das Wackeln der Erde um ihre Achse haben alle einen Einfluss darauf, dass sich die Schwerkraft der Erde im Laufe eines Tages um ein Vielfaches ändert. Solche Messungen ergaben, dass die Erdoberfläche im Norden von Manitoba (Kanada) als verzögerte Reaktion auf die Entfernung eines riesigen Eisschildes aufsteigt.
Einige Messgeräte für das spezifische Gewicht können die Dichte des Bodens in der Tiefe bestimmen, um zu bestimmen, wie viel Verstärkung des Bodens als Bett für die Verlegung von Asphaltstraßen erforderlich ist. Nicht nur Böden, sondern auch Wasser- und Luftproben können mit einem digitalen Dichtemessgerät gemessen werden, um Gewichte für Wasser und Luft sowie Volumenänderungen in beiden zu ermitteln. Schweremessungen des Meeresbodens können mit geschleppten Tiefsee-Gravitationsmessern durchgeführt werden und Daten mit Meeresbodenmessungen an Bord zurückgeben.