รูปทรงของจีออยด์ใช้ระดับศักย์ของแรงดึงดูดของโลก

แบบจำลองคณิตศาสตร์ฮาร์มอนิกเชิงทรงกลม นั้นนิยมใช้ในการประมาณรูปทรงของจีออยด์ สัมประสิทธิ์ในการประมาณที่ดีที่สุดในปัจจุบันคือ EGM96 (Earth Gravity Model 1996) กำหนดขึ้นโดยโครงการความร่วมมือนานาชาติ ริเริ่มโดย NIMA ประกอบด้วยชุดสัมประสิทธิ์ของแต่ละองศาของมุม 360 องศา ซึ่งใช้ระบุรูปร่างของจีออยด์ในรายละเอียดระดับ 55 กิโลเมตร

และมีรายละเอียดของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ในรูปของอนุกรมลาปลัส ดังต่อไปนี้

V = G M r ( 1 + ∑ n = 2 360 ( a r ) ∑ m = 0 n P ¯ n m ( sin ⁡ ϕ ) [ C ¯ n m cos ⁡ m λ + S ¯ n m sin ⁡ m λ ] ) , {\displaystyle V={\frac {GM}{r}}\left(1+{\sum _{n=2}^{360}}\left({\frac {a}{r}}\right){\sum _{m=0}^{n}}{\overline {P}}_{nm}(\sin \phi )\left[{\overline {C}}_{nm}\cos m\lambda +{\overline {S}}_{nm}\sin m\lambda \right]\right),}

โดย

• ϕ   {\displaystyle \phi \ } และ λ   {\displaystyle \lambda \ } คือ จุดศูนย์กลางของโลก (geocentric) ตามแนวเส้นรุ้ง (ละติจูด) และ เส้นแวง (ลองจิจู) ตามลำดับ
• P ¯ n m {\displaystyle {\overline {P}}_{nm}} คือ ฟังก์ชันเลอช็องดร์ ดีกรี n   {\displaystyle n\ } และ อันดับ m   {\displaystyle m\ } ในรูปบรรทัดฐาน
• C ¯ n m {\displaystyle {\overline {C}}_{nm}} และ S ¯ n m {\displaystyle {\overline {S}}_{nm}} คือ ค่าสัมประสิทธิ์ของแบบจำลอง ซึ่งมีทั้งหมดโดยประมาณ 1 2 n ( n + 1 ) ≈ {\displaystyle {\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}n(n+1)\approx } 65,000 ค่า

สูตรด้านบนเป็นสูตรคำนวณหาค่า ระดับศักย์ของแรงดึงดูดของโลก V   {\displaystyle V\ } ที่ตำแหน่งพิกัด ϕ , λ , r   {\displaystyle \phi ,\;\lambda ,\;r\ } โดยที่ r   {\displaystyle r\ } คือ รัศมีจากจุดศูนย์กลางของโลก (geocentric radius)