Dasar dari metode gravitasi adalah hukum gravitasi Newton. Hukum ini menyatakan bahwa jika dua buah benda bermassa m1 dan m2 terpisah sejauh R maka akan mengalami gaya yang besarnya sebanding dengan massa m1 dan m2 dan berbanding terbalik dengan jarak R. Hukum gravitasi Newtn dapat dituliskan secara sederhana dengan persamaan sebagai berikut.
Jika bumi dianggap sebagai bola padat dengan densitas seragam di semua tempat sedangkan permukaannya datar dan rata, maka gravitasi di seluruh permukaan bumi akan bernilai sama, akan tetapi kenyataannya tidaklah demikian. Bentuk bumi bukanlah seperti bola tetapi sedikit lonjong yaitu memiliki jari-jari sedikit lebih besar dari pada ekuator (khatulistiwa) dan lebih pendek pada kutub sehingga berbentuk pepat.
Permukaan bumi juga tidak datar akan tetapi berlekuk-lekuk karena adanya gunung, bukit, ngarai, dll. Bentuk yang tidak rata ini telah memberikan variasi nilai gravitasi di berbagai tempat. Di permukaan laut akan memiliki gravitasi yang lebih rendah dari rata-rata gravitasi karena airlaut memiliki densitas rendah. Perbedaan ketinggian permukaan bumi juga memberikan variasi gravitasi di sekitarnya.
