Como medida de seguridad, todo el equipo eléctrico debe estar conectado a una ruta directa a tierra, y esta ruta generalmente es suministrada por una varilla conductora clavada en la tierra. Un sistema ideal tendría una resistencia de tierra cero, que es la cantidad de resistencia eléctrica que tiene esta ruta al flujo de electricidad. Sin embargo, ningún sistema es ideal, por lo que siempre hay una pequeña cantidad. Las agencias reguladoras tienen diferentes estándares con respecto al valor máximo aceptable de resistencia de tierra para garantizar la seguridad del equipo y del operador, pero el Código Nacional Eléctrico (NEC) de EE. UU. Y las industrias de telecomunicaciones especifican 5 ohmios como valor máximo.
La resistencia de tierra depende de tres factores. Incluyen la resistividad de la varilla de tierra, la resistencia de contacto entre la varilla y la tierra circundante, y la resistividad de la tierra que rodea al cuerpo de tierra. Las varillas de tierra generalmente están hechas de material altamente conductor, por lo que su resistividad es muy baja y la resistencia de contacto a menudo es insignificante, siempre que no estén presentes contaminantes como pintura o grasa. El suelo que rodea la varilla normalmente proporciona la mayor resistencia, pero la resistividad del suelo disminuye al aumentar la distancia desde la varilla.
Antes de que se realicen las mediciones de la resistencia de tierra con una varilla de tierra, la prueba de resistividad del suelo o del suelo generalmente se realiza con una serie de cuatro estacas espaciadas uniformemente. Se aplica una corriente a través del par más externo de estacas y la caída de voltaje a través del par interno se mide con un medidor de resistencia de tierra. El medidor está calibrado para convertir automáticamente la lectura de voltaje en resistencia, medida en ohmios. Un medidor de resistencia de tierra también selecciona automáticamente la frecuencia de prueba con la menor cantidad de ruido para compensar las corrientes de tierra circundantes y sus armónicos.
Hay tres métodos para realizar una prueba de resistencia de tierra alrededor de una varilla de tierra existente. En la primera, denominada medición de caída de potencial, se aplica una corriente entre la varilla de tierra, que se ha desconectado de su conexión, y una estaca, y se mide la caída de tensión en una segunda estaca colocada a medio camino entre ellos. El segundo método, llamado medición selectiva, es similar, excepto que se aplica un anillo de sujeción a la varilla para que no sea necesario desconectarla. En el tercer método, llamado medición sin estacas, la resistencia de tierra se determina con dos abrazaderas colocadas alrededor de la varilla de tierra o el cable de conexión. Es el más fácil de realizar porque no implica clavar estacas, pero funciona solo en sistemas que tienen más de una varilla de tierra.