토지소유권조사는 각 필지별 토지소유권 및 경계를 사정하여 지적(地籍)을 작성하는 작업이었고, 토지가격조사는 전국의 지가를 조사하고 지세부과의 표준을 설정하여 지세제도를 확립하는 작업이었다. 이러한 조사를 통하여 작성된 토지대장은 토지에 대한 기초장부로서, '조선부동산등기령'에 의한 토지등기제도의 창설을 가능하게 했다.
일제가 조선에서 토지조사를 실시할 계획을 추진한 것은 통감부 설치 이후였다. 탁지부 사세국(司稅國)에서 관장하던 토지조사에 관한 업무는 1908년 임시재원조사국을 거쳐 1909년 임시재산정리국으로 이관되었다. 이러한 제도적인 변화와 함께 일제는 토지조사를 위한 실무기술자를 양성했고, 1907년부터 일부 지역에서 시험적으로 측량을 실시하여 실무경험을 축적했다. 1909년에는 전국적인 토지조사에 앞서 경기도 부평군 일대에서 예비조사를 실시했다. 제반 준비에 기초하여 1910년초에 토지조사에 대한 구체적인 계획을 세우고 같은 해 3월에는 토지조사를 전담할 기관으로 토지조사국을 설치했다.
토지조사에 관한 논의가 통감부시대부터 비롯되었던 것은 일본인 토지소유의 합법화 문제와 관련된 것이었다. 원래 조선에서는 외국인의 토지소유가 법적으로 금지되었을 뿐만 아니라, 토지소유권 증명제도 역시 불완전했기 때문에 일본인의 토지소유를 합법적으로 보장하기 위해서는 법제도의 정비가 시급했던 것이다. 이러한 문제를 일시적으로 해결하기 위해 1906년 '토지가옥증명규칙', 1908년 '토지가옥소유권증명규칙'이 공포되었지만 이 제도에 의해 증명을 받은 토지의 소유권은 아직 제3자에 대한 대항력을 갖지 못했으며, 이러한 한계는 토지등기제도의 창설에 의해서만 극복될 수 있었다.
한일합병 이후 일제는 1910년 9월 기존의 토지조사국을 폐지하고 조선총독부 임시토지조사국을 설치하여 토지조사 및 토지소유에 관한 법령을 정비했다. 조선삼림령(1911. 6), 관유재산관리규칙(1911. 7), 역택지수입수납규정(1911. 10), 조선민사령·조선부동산증명령·조선부동산등기령(1912. 3), 토지조사사업의 기간법령인 '토지조사령'(1912. 8) 등을 공포하여 본격적으로 사업을 개시했다. 토지소유권조사는 토지의 소재·지목·지번·지적·소유권자를 조사하고 각 필지의 위치 및 형상을 지적도에 표시하는 것이었는데, 준비조사·1필지조사·분쟁지조사로 진행되었다. 준비조사는 토지조사의 취지를 민간인에게 주지시키고, 토지신고서의 배부 및 작성과 사업에 관계된 각종 자료 및 도서를 수집하고, 면·동·리의 명칭과 경계를 조사하는 것이었다. 토지신고서의 배포 및 접수는 각 동·리별 지주총대(地主總代)에 의해 이루어졌다. 일제는 원래 과거의 연구에서 지주총대가 토지의 신고과정에 깊숙이 개입하여 토지소유권의 결정이 자신에게 유리한 방향으로 이루어지도록 영향력을 행사한 것으로 판단하여 각 지방의 유력한 지주들이 지주총대의 임무를 맡을 것으로 기대했다. 그러나 실제로는 지주총대가 반드시 지주계층이었던 것은 아니었고, 농촌의 하층민이 포함되기도 했다. 즉 토지소유권의 결정에 지주총대의 자의가 개입될 여지는 없었으며 그럴 만한 실력을 지니고 있는 것도 아니었다.
1필지 조사는 실지조사에 의해 각 필지의 지주·경계·지목·지번을 조사한 것이다. 지주의 조사는 민유지에서는 토지신고서, 국유지에서는 소속 관청의 국유지통지서에 의거함을 원칙으로 했고 특별한 이유가 없는 한 신고자를 지주로 인정하는 신고주의의 원칙을 채택했다. 경계와 지목의 조사는 필지별 경계와 지목을 확정하는 것이었다. 지목은 총 18종으로 그중 과세대상은 전답·대(垈)·지소(池沼)·임야·잡종지였다. 1필지에 대하여 2명 이상이 토지신고서를 제출하게 되면 분쟁지로 처리되는데 이 경우에는 화해를 통해 해결할 것을 원칙으로 했고, 화해가 이루어지지 않았을 경우에는 분쟁지조사를 실시했다. 전국의 총 1,910만 7,520필 중에서 분쟁지는 3만 3,937건에 9만 9,445필이고, 화해가 이루어진 토지는 1만 1,648건에 2만 6,423필이었다.
분쟁의 내용은 소유권에 관한 것이 압도적이었으며 국유지에서 집중적으로 일어났다. 국유지분쟁이 많이 발생한 것은 광무연간에 내장원(內藏院)이 강제로 역둔토를 확보했는데, 이 많은 토지들을 일제가 그대로 국유지로 사정(査定)했기 때문이었다. 따라서 분쟁지조사위원회의 결정은 조선시대 이래 계속된 토지분규를 최종적으로 정리하는 성격을 지닌 것이기도 하므로 신중한 판단을 필요로 했으나 실제의 처리과정은 매우 기계적이었다. 국유지분쟁의 경우 결정적 증거로 채택한 것은 결수연명부와 양안이었고, 현실적인 거래관행이나 소유관계는 증거로 채택할 수 없다는 입장을 견지했기 때문에 국유지로 혼탈입된 많은 민유지가 소유권을 인정받지 못했다.
이상의 조사에 기초하여 사정이 이루어졌다. 사정은 토지조사부와 지적도에 의거하여 토지의 소유자 및 그 경계를 정하는 행정처분으로 그 내용을 공시했다. 만일 사정에 대하여 이의가 있으면 공시기간 만료 후 60일 이내에 고등토지조사위원회에 신청하여 재심을 받도록 했다. 불복신청을 한 건수는 1920년 8월말 총 2만 148건이었으며 재심건수는 72건이었다. 이중 반수 이상은 당사자가 불복신청을 취하하거나 분쟁요건 미비로 반려되었으며, 9,388건이 심사되어 이중 90% 이상인 8,650건이 받아들여졌다. 즉 고등토지조사위원회의 심사 결과 일단 국유지로 사정된 토지 중 상당 부분이 민유지로 환급되었음을 의미하며, 이것은 고등토지조사위원회의 심사방침이 분쟁지조사위원회의 기계적인 방침과는 달랐음을 의미한다.
토지가격의 조사는 시가 또는 임대가격, 기타 토지의 수익을 조사하고 곡가 및 금리와의 관계를 고려하여 통일적으로 지가를 조사하고 그에 따라 지세를 부과하는 지세제도를 확립함으로써 재정의 기초를 세우고 부담의 균형을 기한다는 취지를 각각 지목마다 그 위치나 비옥도에 따라 매겨진 토지의 등급으로, 각 필지의 수익에 기초하여 결정하는 것을 원칙으로 했다. 전답은 수확량, 대지는 시가 또는 임대가격을 기초로 지위등급을 결정했다. 지가는 지위등급을 토대로 결정되었다. 대의 지가는 지위등급에 의한 1평당 금액을 각 필지의 평수에 곱하여 구했다. 전답·지소·잡종지의 지가는 각 지위등급의 100평당 최소수확량을 기준으로 했다.
이에 따라 종래 결부제(結負制)에 의해 부과되던 지세는 절대면적에 의거하여 부과되었다. 이는 지세부과방식의 근대적 변화로 평가할 수 있지만, 각 농가별·지역별 지세부담액이 크게 변화하면서 큰 혼란을 야기했다. 토지조사사업의 결과 과세지가 급증했고 많은 국유지가 만들어졌다. 조선시대의 결부제에 의한 결수를 면적으로 환산하여 추정한 1910년의 총경지면적은 239만 9,842정보였으나 토지조사에 의해 실측된 면적은 434만 2,091정보로서 80% 이상이 증가했다. 물론 지세부과기준이 변화했기 때문에 이 과세지의 증가율만큼 지세가 늘지는 않았다. 일제는 1918년 지세령을 개정하여 지세를 지가의 1.3% 만큼 부과했고, 1918년의 지세액은 전년보다 13% 정도 증가했다. 이것은 지세액 급증에 따른 정치적 혼란을 줄이려는 의도를 반영한 것이었다. 그러나 지세액 증가의 지역별 차이는 매우 커서 경기도·강원도·경상남도·경상북도·평안북도 등에서는 매우 높은 증가율을 보였는데, 경기도·강원도의 경우는 50% 이상의 증가를 보였다.
또한 조선의 토지소유제도는 조선시대 이래 지속되어온 수조권적(收租權的) 토지지배방식으로부터 벗어나게 되었다. 왕토사상(王土思想)에 입각하여 어떤 토지에도 국가가 수조권을 설정할 수 있다는 관념은 조선 후기 이래 지속된 사적 토지소유권의 발전과 모순되었고 이러한 갈등관계는 토지조사사업을 계기로 청산되었다. 그러나 일제는 국유지조사를 통해 구왕실 토지의 대부분을 국유지로 편입시켰는데, 이렇게 창출된 국유지는 동양척식주식회사에 출자된 부분까지 합하면 모두 13만 7,224.6정보라는 엄청난 규모였다. 그러나 이것보다 더욱 중요한 것은 그때까지 무주공산(無主空山)이나 한광지(閒曠地)로 불리던 삼림·산야·미간지가 국가의 소유지로 되었다는 점이다.
이 사업을 통해 일반 민유지에서는 그동안 관습적으로 인정되었던 토지소유권이 일물일권적(一物一權的)인 배타적 권리로 인정받게 되었지만 조선왕실에 의해 무단 점유된 많은 토지가 총독부 소유지로 되어 일본농업 및 농민의 조선침투의 기지로서의 역할을 했다. 이 과정은 농민이 생산수단인 토지로부터 분리될 수 있는 가능성을 형성하는 과정이었으며, 그에 따라 구래의 지주-소작관계 역시 변형되었다. 이후 소작 빈농은 공동체로부터 보호를 받지 못한 채 식민지지주제 의 발전과 함께 토지로부터 유리되어나가는 결과를 초래했고 그것은 1920년대의 유랑농민의 격증, 일본·만주로의 이민의 증가라는 사회적 현상의 원인이 되었다. 이와 같이 토지조사사업은 자본의 본원적 축적의 한 징표인 자유로운 임금노동자의 창출이라는 측면을 지니는 것이었지만, 그 과정이 자본축적을 동반한 것이 아니라는 점에서 식민지적인 특수성을 갖는 것이었다. 일제는 1918년 11월 조선토지조사사업에 대한 최종 정리보고서를 작성했다.