近代西方地圖繪製方法，即三角測量、天文觀測、經緯度和投影等技本相結合的繪製方法。所謂三角測量法，即在地面上按一定條件選定一系列點，構成許多相互連接的三角形；然後，在已知的點用望遠鏡觀察各方向間的水平角，並精確地確定起始邊長，以此邊長作基準線，推算其他各點的經緯度坐標。但此法需和天文觀察相結合，才能更精確地進行繪圖。天文觀察方法大約有四種：一是用太陽觀察確定各點的經緯度；二是用月食觀測確定；三是用木星遮掩某恆星觀測測定；四是用木星第一衞星觀察確定。繪圖師通常是在天文觀察確定若干個基本點後，再採用三角測量方法推算出其他各點的經緯度。

康熙二十六年（1687 年），這些「國王數學家」（由路易十四欽定的六人傳教士使團）在寧波登陸，次年抵達北京。由葡萄牙人徐日升（Thomas Pereira）神甫引薦張誠覲見康熙，並為清廷建立了蒙養齋算學館，培養科技人才。

康熙二十八年（1689 年）傳教士徐日升、張誠帶有詳細的地圖，代表大清參加對俄《尼布楚條約》談判，地圖在交涉中發揮了積極作用，使得康熙皇帝認識到地圖的重要性。隨後，康熙又令人繪製北京地圖，以驗證西洋測繪技術的優劣。在意識到「歐洲的測繪方法精度很高」之後，康熙「乃決意以同樣方法測繪全國各省包括所屬之全部韃靼地區」。

正是在這樣的「世界眼光」高起點上，康熙啟動了國際化的測繪團隊。據《正教奉褒》載康熙四十七（1708 年）：諭傳教士分赴內蒙古各部、中國各省，遍覽山水城廓，用西學量法，繪畫地圖。並諭部臣，選派幹員，隨往照料。一併各省督撫將軍，札行各地方官，供應一切需要。

這項巨大的地圖測繪和繪圖工作，先後有9 位傳教士和本朝學者何國楝、明安圖等人參與其中。

這一龐大的國際化測繪團隊運用當時先進的經緯製圖法、三角測量法、投影技術等西方科學方法和儀器，從康熙四十七年－五十六年（1708－1717年），走遍東北、華北、華東、華中、西南各省，實測全國640 多地的經緯數據，繪製了一幅幅各省地圖。此前，曾有西藏人繪成西藏地圖，但法國傳教士雷孝思發現圖上的地點大多沒經過實測，於是康熙就派在蒙養齋從傳教士學數學和測量的兩個喇嘛前去西寧、拉薩等地重新測繪，至此全國測繪工作歷時十年終告完成。

之後的雍正帝和乾隆帝都延續了這一事業，完善了康熙朝的地圖，然而，這些輿圖都是皇家和宮廷用圖，民間無法使用。回望這段歷史，會發現與官方大興實測全國地圖同一時期，由於對地理學和周邊國家認知的需要，民間興起一股製作全國地圖的熱潮，比如黃千人刊刻的《大清萬年一統天下全圖》，精準度大大遜於皇家地圖。

康熙《皇輿全覽圖》繪製成圖以後，參與測繪工作的法國傳教士杜德美及雷孝思等人，即刻將地圖和相關測繪記錄以及有關測繪工作的回憶錄郵寄給巴黎耶穌會中國分會的杜赫德神甫，由他負責整理和出版，可能是由於不想讓中國皇帝知道，法國人從中國私下帶出了這些地理資料，所以，這些地圖此後十幾年來沒有出版。1735 年出版的杜赫德《中國通史》，唐維爾《中國新圖集》則利用並完善了這些地圖。

雖然清帝擁有了最精準的地圖，但沒有對整個國家產生重要的意義，其成果反而在西方得到共享。