Simetría de gauge
La Gravedad es una teoría gauge (teoría de medida) porque las predicciones que se pueden hacer de ella son las mismas si se las toma desde diferentes perspectivas. Por ejemplo, una pelota en la cima de una escalera tiene una energía gravitacional potencial. Si se la coloca un escalón más abajo, la pérdida de energía depende solamente de la densidad del campo gravitacional y de la altura que ha descendido. Si se mide su energía gravitacional potencial desde cualquier punto (la superficie de la tierra, otro escalón, Alpha Centauri...) las diferencias de energía entre los dos ubicaciones de la pelota 'se mantienen iguales'. Esta invariante global en el procedimiento de medición hace de la gravedad una teoría gauge (teoría de medida).
Geopotencial
Para aplicaciones geofísicas, la gravedad se distingue de la gravitación. La gravedad se define como la resultante de la gravitación y la fuerza centrífuga causada por la rotación de la Tierra. La superficie media del mar global está cerca de una de las superficies equipotenciales del geopotencial de la gravedad formula_1. Esta superficie equipotencial, o superficie de geopotencial constante, se llama geoide. En la figura se ilustra cómo la fuerza gravitacional y la fuerza centrífuga se suman a una fuerza ortogonal al geoide (no a escala). En la latitud 50 grados, el desplazamiento entre la fuerza gravitacional (línea roja en la figura) y la vertical local (línea verde en la figura) es de hecho 0.098 grados. Para un punto de masa (atmósfera) en movimiento, la fuerza centrífuga ya no coincide con la gravedad y la suma vectorial no es exactamente ortogonal a la superficie de la Tierra. Esta es la causa del efecto coriolis para el movimiento atmosférico.