Zasada działania libelli rurkowej jest taka sama jak libelli pudełkowej, z tą różnicą, że w punkcie głównym rozpatrywana jest nie płaszczyzna styczna, lecz prosta styczna, zwana osią libelli. Jeśli więc podstawa libelli rurkowej jest równoległa do jej osi, to doprowadzenie pęcherzyka libelli do położenia symetrycznego względem jej punktu głównego jest równoznaczne ze spoziomowaniem osi libelli, a tym samym spoziomowaniem jej podstawy. Tak więc libella rurkowa służy do poziomowania prostych. W celu spoziomowania płaszczyzny należy doprowadzić do poziomu dwie przecinające się (najkorzystniej pod kątem prostym) proste, leżące na tej płaszczyźnie; zasada ta wykorzystywana jest przy poziomowaniu teodolitu za pomocą jednej libelli alidadowej