民國34年臺灣光復，當時臺灣省行政長官公署致力於土地政策之推行，在民政處之下設地政局，接管稅務機關之地籍圖與土地臺帳、法院出張所之不動產登記簿，由地政局依照我國土地法規定，積極籌劃及推行地政業務。臺灣在日治時期，凡開墾完成可以課稅之土地，已辦理地籍整理，惟當時已墾未墾之荒地（稱不要存置林野地）為數不少，為求地盡其利，使合法之墾植者獲得權利之保障，以及掌握課稅面積等需要，地政局依照中央頒布之荒地勘測辦法第三條之規定，報准設置「荒地勘測總隊」，於民國三十六年二月成立，名稱為「臺灣省行政長官公署民政處地政局荒地勘測總隊」，為創設測量機關之始。 民國三十六年五月十六日，臺灣省行政長官公署，改組成立臺灣省政府，荒地勘測總隊乃配合更名為「臺灣省政府民政廳地政局荒地勘測總隊」。
迨民國三十九年臺灣省政府舉辦公有土地清理，在未登錄之公有土地中，已開墾為耕地使用可資放租放領者均予測量；荒地勘測總隊乃擴大編制增置五至十個分隊（預算員額為四個分隊），擔任全臺測量業務，已不限於已墾未墾之荒地，凡未登錄之土地，均為測量之對象。
民國四十二年，臺灣推行耕者有其田政策，原荒地勘測總隊為配合土地政策之實施，釐正全臺地籍圖，及維護地籍成果之完整，更名為「臺灣省政府民政廳地政局測量總隊」。辦理工作包括公地放領、放租之測量，耕者有其田之共號分耕土地分割測量、都市土地之修正測量、農地重劃之地籍測量、山地保留地之地籍測量，三角點之清查、維護、補建，地籍圖之訂正，以及配合政府土地改革政策，辦理都市土地擴大實施平均地權之公共設施保留地分割測量等，有關地籍測量工作日趨繁重，負擔之任務益形擴展。
民國五十二年二月一日配合地政局組織規程第十二條之規定，更名為「臺灣省地政局測量總隊」。
民國六十八年七月一日臺灣省地政局升格為省府二級機關，更名為「臺灣省地政處」，原測量總隊配合升級，復於民國七十年六月二十六日因臺灣省地政處納入省府合署辦公，更名為「臺灣省政府地政處」，原測量總隊乃奉臺灣省政府七十年六月二十六日七十府人一字第五0五九一號令更名為「臺灣省政府地政處測量總隊」，掌理全臺地籍圖重測、補測、各級法院囑託鑑界測量，公有未登記土地清理測量，支援全面實施平均地權、公共設施保留地分割測量及全國經濟建設相關測量等業務。
民國八十年代，由於國家經濟突飛猛進，社會變遷迅速，政府與人民對土地需求日益殷切，為儘速完成全臺灣地籍圖重測，協助各級法院解決民眾土地糾紛及各界委託測量業務，以規模小且員額有限之測量總隊，已無法擔負其龐大業務需要；遂依據行政院核定「臺灣省地籍圖重測計畫」，研擬修正組織編制，在精心策劃下，排除萬難，終獲省政府及省議會通過，案經層報行政院核定，並報經考試院八十一年五月十九日八一考台秘文字第一四六九號函核備，將測量總隊於民國八十一年七月三日改制為「土地測量局」，設二組五室及十個測量隊，仍隸屬於臺灣省政府地政處，全名為「臺灣省政府地政處土地測量局」。
改制後之職掌為辦理全臺灣地籍圖重測、補測，未登記土地之地籍測量，三角（邊）、精密導線、圖根等測量標之設置、補建，受託辦理都市計畫樁清理、補建，臺灣省地籍原圖、藍曬底圖及簿冊管理維護，法院囑託鑑定測量，全臺灣地籍測量成果資料之資訊處理，及支援全國經濟建設，興辦公共事業或政策性業務之地籍測量等。
至民國八十八年七月一日配合臺灣省政府功能業務及組織調整，本局改隸內政部，機關銜名配合更名為「內政部土地測量局」；主管業務除承續原辦理工作外，已擴大為基本控制測量、地籍圖重測、未登記土地測量、圖解地籍圖數值化、海洋測量、國土測繪資訊、測繪人員培訓、國際測繪交流、測量圖冊管理與供應等攸關全國性測繪業務。
民國九十六年十一月十六日機關改制為「內政部國土測繪中心」；設六課四室及六個測量隊，主管業務包含測繪方案、測繪法令及測量基準之研擬、基本測量之執行及成果管理維護、衛星基準站即時定位系統之規劃、建置、營運及管理維護、全國性地籍測量、地形測量、海洋測量之執行及成果管理維護、國土測繪資料庫之規劃、建置、管理維護及整合流通及其他有關國土測繪事項等。
民國一一一年二月十七日本中心修正組織規程、辦事細則及編制表，調整內部業務單位名稱及職掌項目，衡平各單位業務量及人員配置，以因應國土測繪技術之發展及推動國家底圖服務所需。