在中国历代皇帝中，康熙素以热心研习和倡导科学著称于世。传教士利玛窦和张诚带来的《坤與万国全图》与亚洲地图令他艳羡不已，1689年中俄《尼布楚条约》的签订更使他亲身感受到了地图的重要性。于是，自1708年7月4日测量长城始，康熙组织了—次规模空前的全国地图测绘工作。
这次测绘工作，以10位传教士为主，组成数支小分队，奔赴全国各省区，对山水城郭逐一用天文观测和三角测量等西法测量。纬度主要通过观察太阳午正高弧或用天极高度、恒星中天高度测定，经度则主要采用月食经度法即在不同地点观察月食的食差来推算。前后共测得经纬点至少有641个。1718年，《皇與全览图》终于绘成。
该图先后制成木版、铜版和小页本三种版本。木版初刻本包括1幅总图、28幅省或地区图，修订后，分图增至32幅，而且西藏边缘标注了珠穆朗玛峰；铜版采用正弦曲线等积伪圆柱投影，1：140万的比例尺，纬度5°为1排，共8排，41幅；小页本按省府绘制，计227页，未绘经纬线，只包括内地诸省。
《皇與全览图》不论在测绘规模还是在科学性上，都在当时世界上首屈一指：它最早采用了以子午线上每度的弧长来决定长度标准；它因采用三角测量而使图中各地点的相对位置较精确；它首次发现经线1度的长度不等而为地球椭圆提供了新证据。此外，这次长达10年的测绘是一次大规模的西学东渐。传教士在把西方先进的地图地理学知识较全面地输入中国的同时，还在直接参与测绘的200多位中国人中间，培训了一批掌握西方测绘知识和方法的人才。