Eine Libelle ermöglicht es, die genaue waagrechte Richtung darin zu messen. In einem Glasrohr ist dazu so viel Flüssigkeit eingeschlossen, dass noch eine kleine Luftblase bleibt. Die Innenseite des Glasrohres ist ganz leicht nach oben gewölbt. Die Luftblase bewegt sich wegen des Auftriebs, den sie erfährt, immer an die höchste Stelle: Bei einer Röhrenlibelle liegt diese Stelle in der Mitte des Rohres, wenn das Rohr gerade horizontal ausgerichtet ist. Für die horizontale Ausrichtung allein reichen Markierungen, die die Waagrechte angeben. Weniger anzeigen

Nachdem das Funktionsprinzip der Libelle sich in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts verbreitet hatte, statteten die meisten Hersteller von Vermessungsinstrumenten ihre Geräte damit aus. Exakte Röhrenlibellen waren für die Benutzung dieser Instrumente entscheidend. Sie erlaubten zusätzlich zur Justierung oder Winkelmessung auch zu erkennen, wenn ein Instrument Fehler etwa aufgrund von Verbiegungen aufwies. Weniger anzeigen