选择一定的路线和控制点进行野外观测，是地质填图的基本方法。一方面，便于对野外地质现象进行全面系统的观察和编录;另一方面，可以通过点和线的密度来控制地层、构造及其他地质现象在平面上的展布，以满足相应比例尺地质填图的精度要求。
(一)观测线的布置
观测线是进行地质填图的野外工作路线，又称填图路线。一定图幅内观测线的间距和长度，以及观测线的布置方法，主要取决于填图比例尺的大小。此外，工作区的地质、矿产复杂程度、前人工作的精度、航卫片解释程度、基岩出露情况和自然地理条件等，也是应该考虑的因素。填图之前，应充分分析研究以上诸因素，选择适宜的观测线布置方法，设计出工作区的地质观测路线。观测线的布置方法主要有以下三种。
1.路线穿越法
观测线以一定的间距大致垂直于岩层走向或构造线方向布置的方法称路线穿越法，简称穿越法。路线穿越法的优点是:①能在较短的路线上观察到较多的地质内容，连续有效地查明工作区内出露的全部地层及其厚度;②有利于查明地层在纵向上的变化规律，如各地层单位间的接触关系及沉积相剖面结构;③有利于对地质构造基本形态的认识和走向断层的控制。其缺点是:①两条观测线之间的地段研究程度低，有可能遗漏某些小型的地质体，如岩脉、小岩体和横向断层等;②对地层厚度、岩性和岩相在横向上的变化了解少;③观测线之间的地质界线一般是根据地层走向和“V”字形法则填绘，填绘出的地层界线可能与实际有出入。当比例尺越小，线距越宽，这些缺点就越明显。因此路线穿越法一般适用于露头良好、构造简单、地层或岩性横向变化小和沟谷水系垂直地层走向的地区，且用于中小比例尺的地质填图。
2.走向追索法
观测线沿地质体、地质界线或构造线方向布置的方法称走向追索法，简称追索法。走向追索法主要用来追踪地质界线、标志层、煤层及其他有用矿层的露头、断层线及褶皱轴迹等。这种方法的优点是:填绘出的地质界线准确，能有效地查明岩层在横向上的变化;有利于确定地层的接触关系和横向断层。其缺点是:工作量大，对地层的纵向变化了解较差，有时会遗漏一些走向断层，甚至因受地形的影响而无法进行追索。追索法一般适用于露头较差、构造复杂、横断层发育、岩性和岩相及厚度沿走向变化较大，且沟谷水系平行于地层走向发育的地区和大比例尺地质填图。
3.露头圈定法
露头圈定法又称全面踏勘法。这种方法一般没有严格规定的路线，常常是在填图过程中根据实际情况，或穿越或追索较为灵活。露头圈定法的优点是填绘出的地质界线精确度高，缺点是野外工作量大且费时费力。它主要适用于大比例尺地质填图，或用于圈定侵入体与围岩的界线、不规则矿体的界线及构造复杂的地区。
以上三种观测路线的布置方法都有各自的优缺点和一定的适用范围，在实际工作中，常常需互相配合使用，以一种方法为主，另一种方法为辅。例如在路线穿越时，为了确定接触关系的横向变化，经常要向观测线两侧做短距离追索。应用走向追索法时，也常常穿越走向，以了解纵向变化及地层层序特征，所以在具体设计或进行观测的过程中，应根据实际情况采用灵活的路线布设方法。如在岩层走向稳定的地区，将一系列观察路线垂直于岩层走向布置，可构成平行状穿越路线;在地质界线不呈线状分布，而呈近等轴状分布的地区，观察路线可布置成“十”字状或“米”字状的交叉路线;在构造复杂或大比例尺填图时，可布置成放射状或梅花状;在第四系覆盖较严重的地区，观察路线可沿水系、沟谷等基岩出露处布置成树枝状路线。由此可知，观测路线的布置，要在保证填图比例尺精度要求的前提下，因地制宜，根据实际情况精心设计，使之既能获取较多的地质资料和数据，又能减少工作强度，提高工作效率。
(二)观测点的布置
观测点是了解控制地质界线、矿层或矿体，以及其他地质要素的空间位置而在野外进行重点观察、描述和编录所布设的地点。
野外填绘地质图时，为了控制基本构造形态和地质界线而布置的观测点称为基本观测点。基本观测点一般布置在填图单位的分界线、标志层的露头线、断层线、褶皱轴线、侵入岩体与围岩的接触线，以及泉水的出露点等位置上。在实测地质图时，为了进一步控制构造形态和地质界线，在基本观测点之间，常沿地质界线或观测线加密布置的观测点(如岩性观测点、产状观测点等)，称为加密观测点或测图观测点，统称为控制点或辅助观测点。
按照观测点的性质和重点观测的内容，可将观测点分为地层分界点、构造点、水文点、地貌点、岩性控制点等类型。不同性质的观测点，应使用不同的符号表示在野外手图上和野外记录本上。
在野外填图时，布置的每一个观测点都必须有明确的目的，同时尽可能提高观测点的利用率，做到一点多用。不要机械地等间距布点，防止重要地质现象未布点和观测点偏离地质界线的现象发生。
(三)观测线和观测点的精度要求
观测线的布置方法、线距、单位面积(每平方千米)内观测线的长度和观测点的数量等，是衡量地质填图质量和精度的标准之一，在进行地质填图时，应严格按照规范要求，根据填图比例尺大小、工作区构造复杂程度，结合工作区内基岩出露情况、交通条件、航卫片解译程度和前人工作程度综合确定。