Painovoimamittaria, joka tunnetaan myös nimellä gravimetri, käytetään painovoimakenttien mittaamiseen maalla sekä merellä ja avaruudessa. Painovoimamittarit ovat itse asiassa kiihtyvyysmittareita, jotka mittaavat painovoiman vetovoiman vaihtelevaa alaspäin tapahtuvaa kiihtyvyyttä. Ne ovat rakenteeltaan ja rakenteeltaan samanlaisia kuin muut kiihtyvyysmittarit, mutta ne pystyvät mittaamaan paljon herkemmin. Erot, jotka niiden on mitattava maan ja meren pinnalla, ovat useimmissa tapauksissa murto -osaisia. Koska ne ovat niin herkkiä, ne ovat alttiita tärinälle, kuten melulle; signaalinkäsittely- ja tärinäneristysominaisuudet yrittävät kuitenkin tasapainottaa näitä häiriöitä.
Suhteelliset painovoimamittarit ovat yksi kahdesta käytössä olevasta painovoimamittariluokasta, jotka vertaavat painovoimatasoja useissa paikoissa. Kun kalibrointi suoritetaan jo tarkasti mitatussa paikassa ja painovoimamittari siirretään toiseen paikkaan toista lukemaa varten, saadaan painovoiman suhde molemmissa pisteissä. Herkimpiä ja luotettavasti tarkkoja suhteellisen painovoiman mittareita, jotka ovat yleensä jousipohjaisia, kutsutaan suprajohtaviksi painovoimamittareiksi, joissa on kelluva suprajohtava niobiumpallo vakaassa magneettikentässä. Yksi tällainen mittari Metsahovissa, Suomessa, oli niin herkkä, että se oli mitannut asteittain kasvavaa pinnan painovoiman muutosta, kun jotkut työntekijät olivat laboratorion katolla puhdistamassa lunta. Huomattuaan, että jonkin aikaa ei tapahtunut muutosta, tiedemiehille kerrottiin, että lumenpoistotyöntekijät pitivät teetauon.
Absoluuttisilla gravimetreillä on menetelmä painovoiman mittaamiseksi, joka käsittää vapaasti putoavan massan kiihtyvyyden kartoittamisen, vaikka se on kiinteästi kiinni maassa, tyhjiössä massan nopeuden mittaamiseksi. Ilman vastusta massaan pienennetään asettamalla ilmanpaine painovoimamittarin kammioon miljardiosaan ilmakehästä. Kannettava absoluuttinen painovoimamittari voi mitata yhden osan tarkkuudella 1 miljardiin 24 tunnin aikana. Vuorovesi, kivien puristuminen ja maan heiluminen akselillaan vaikuttavat siihen, että maapallon painovoima muuttuu monta kertaa päivän aikana. Tällaiset mittaukset havaitsivat, että maan pinta nousee Pohjois -Manitobassa, Kanadassa, viivästyneenä vastauksena valtavan jäätikön poistamiseen.
Jotkut ominaispainomittarit voivat määrittää maaperän tiheyden syvyyksissä sen määrittämiseksi, kuinka paljon maaperän lujittamista tarvitaan pohjana asfalttiteiden asettamiselle. Maaperän lisäksi myös vesi- ja ilmanäytteet voidaan mitata käyttämällä digitaalista ominaispainemittaria, jotta saadaan veden ja ilman painot sekä tilavuusmuutokset molemmissa. Painovoimamittaukset voidaan tehdä merenpohjasta käyttämällä vedettäviä syvänmeren painovoimamittareita ja tuottaa tietoja takaisin alukselle merenpohjan mittausten avulla.