测地线又称大地线或短程线，可以定义为空间中两点的局域最短或最长路径。测地线(Geodesic)的名字来自于对于 地球 尺寸与形状的 大地测量学 (Geodesy)。
效应
测地线效应也称作测地线 进动 （Geodetic Effect或Geodetic Precession）是指在 广义相对论 预言下引力场的时空 曲率 对处于其中的具有 自旋 角动量 的测试质量的运动状态所产生的影响，这种影响造成了测试质量的自旋角动量在引力场内沿测地线的进动。这种效应在今天成为了广义相对论的一种实验验证方法，并且已经由 美国航空航天局 于2004年发射的科学探测卫星“ 引力 探测器B”在观测中证实。
最早预言测地线效应的物理学家是 阿尔伯特·爱因斯坦 的好友兼同事、 荷兰 物理学家 威廉·德西特 （Willem de Sitter），他在 广义相对论 发表不到一年后（1916年）就开始着眼于这一问题。通过计算他提出了测地线效应的一个实例： 地球 月球系统在 太阳 引力场的作用下会产生 进动 ，这个实例在今天也被称作 德西特 效应或太阳测地线效应。德西特的计算后来在 1918年 和1920年分别被荷兰数学家Jan Schouten和荷兰物理学家Adriaan Fokker进一步推广到一般的具有 自旋 的质量上。无论如何在当时这种效应显然无法被观测到，因此直到1988年研究人员通过对月球测距和 无线电 干涉的方法才在实验上证实了 地月系 在 太阳 引力场中的测地线进动。
由于 广义相对论 本身是一种几何理论，所有的 引力 效应都可以用时空 曲率 来解释，测地线效应也不例外。不过，这里自旋 角动量 的 进动 也可以部分地从广义相对论的替代理论之一——引力磁性来理解。从引力磁性的观点来看，测地线效应首先来源于轨道-自旋耦合作用。在引力探测器B的观测中，这是引力探测器B中的陀螺仪的 自旋 和位于轨道中心的 地球 的质量流的相互作用。本质上这完全可以和电磁理论中的 托马斯·阿奎纳 进动做类比。这种相互作用所导致的进动在全部的测地线进动中起到三分之一的贡献。另外的三分之二贡献不能用 引力 磁性来解释，只能认为来自于时空 曲率 。简单来说，平直时空中沿轨道运动的自旋 角动量 方向会随着引力场造成的时空弯曲而倾斜。这一点其实并不难于理解：垂直于一个平面的矢量在平面发生弯曲后定然会改变方向（点击这里观看物理学家 基普·索恩 对此的通俗解释录像）。
根据推算，引力探测器B的绕地轨道周长由于 地球 引力场的影响会比不考虑引力场时的周长缩短1.1英寸（约合2.8厘米），这个例子在引力探测器B的研究中经常被称作“丢失的一英寸。在 引力 探测器B的位于642千米高空的极轨道上， 广义相对论 的理论预言由于 自旋 轨道耦合和时空 曲率 而产生的轨道平面上的测地线效应总和为每年 进动 6.606角秒（约合0.0018度）。这对于弱引力场中 相对论 效应来说已经是一个相当显着的影响了（作为同为引力探测器B的观测任务之一的 地球 引力场的参考系拖拽要比测地线效应弱170倍）。引力探测器B的观测结果首先在2007年4月举行的 美国物理学会 四月年会上进行了快报，其观测结果与理论误差小于1%。
相关定理及推论
1.曲面上非直线的曲线是测地线的充分必要条件是除了 曲率 为零的点以外，曲线的主法线重合于曲面的法线。
2.如果两曲面沿一曲线相切，并且此曲线是其中一个曲面的测地线，那么它也是另一个曲面的测地线。
3.过曲面上任一点，给定一个曲面的切方向，则存在唯一一条测地线切于此方向。
4.在适当的小范围内联结任意两点的测地线是最短线，所以测地线又称为短程线。