康熙五十七年(公元1718年)完成的《皇輿全覽圖》，是世界上通過實測而繪製的第一份大範圍地圖，是我國乃至世界測繪史上前所未有的創舉。
這一重大的地圖測繪工作，是在康熙皇帝的親自主持下完成的。他說過，為這項工作他花費了「三十餘年之心力，始克告成」。
在繪製之前，經歷了一段較長時間的醞釀和準備過程。據《清實錄·聖祖實錄》卷一二六記載，康熙二十五年(公元1686年)，在給《一統志》總裁勒德洪的上諭中，即說：「惟是疆域錯紛，幅員遼闊，萬里之遠，念切堂階……特命卿等為總裁官，其董率纂修官，恪勒乃事，務求采搜閎博，體例精詳，厄塞山川，風土人物，指掌可治，畫地成圖。」二十九年(公元1690年)，《中俄尼布楚條約》簽訂後，為了解俄國使團的來華路線，康熙曾查閱了一幅西方地圖，發現圖中關於亞洲和中國的標繪粗陋，簡略不詳，於是決心對中國版圖進行實測，繪製新圖。其後他從廣州購入儀器，三次親征噶爾丹及巡視東北、江南時，都令隨行傳教士測定所至地方的經緯度。為了統一測量的長度單位，他親自規定使用工部營造尺作標準，200里合地球經線1度，每里1800尺，每尺合經度1%秒。這是世界上最早採用的以地球的形體來定尺度的方法，18世紀末法國才以赤道之長來定米制的長度。四十一年(公元1702年)，他令測定經過中經線霸州(今河北霸縣)到交河的距離。四十六年(公元1707年)，又令在京師附近進行測量，並繪製地圖，他親自校勘，認為遠勝舊圖。此時，康熙認為條件已經成熟，便下令進行大規模的測量和繪圖。
正式的測繪工作從康熙四十七年(公元1708年)開始，由法國傳教士白晉、雷孝思、杜德美等人負責。他們先從長城測起，對長城上各門、各堡，附近城寨、河谷、水流，都進行了測量，並繪有「長城圖」。之後，測量了東北地區。其間測得了北緯41°—47°間每度的距離，發現經線隨緯度的增加而增長，當時雖還不能明了其中的道理，但卻是關於地球為扁圓形的首次實證。康熙五十年(公元1711年)，為加快測量的進度，康熙命增添人員，分成二路同時並進，先後到山東、新疆、喀爾喀蒙古(今蒙古境內)、甘肅、陝西、山西、江蘇、浙江、福建、台灣、江西、廣東、廣西、雲南、四川、貴州、湖北、湖南等地進行測繪。全國性的實測於五十六年(公元1717年)完成，計測得經緯點641個。此外，還曾派人到西藏測量，雖因故測量人員只到達恆河源，但卻首次發現了珠穆朗瑪峰。
在實測基礎上，繪製了《皇輿全覽圖》和32幅分省(區)圖。這是中國第一次採用投影方法繪製而成的地圖，對後世中國地圖的繪製有著很大的影響。關於這些地圖的資料，還由傳教士帶到歐洲，在歐洲影響頗深。