激光测距技术主要分为两种原理：一种基于光速往返时间的计算，通过测量光从激光测距仪到被测量物体再返回的时间，将此时间乘以光速的一半得到两点间距离；另一种则基于激光位移传感器原理，实现非接触远距离测量。

激光测距方法有三种：脉冲法、相位法、三角反射法。脉冲法的测量精度一般在+-1米左右，测量盲区约为15米。而三角法在测量2000mm以下短程距离时，精度可达1um。相位式激光测距主要用于精密测距，精度一般为毫米级，适用于远距离测量。

相位式激光测距仪通过测量调制光往返测线一次所产生的相位延迟，并换算此延迟所代表的距离来计算距离。测量过程中，通过间接方法获得光往返测线所需的时间。通过调整和标准大气条件，可使距离测量变成对包含半波长个数的测量，以及不足半波长的小数部分的测量。目前，手持式激光测距仪采用数字测相原理求得相位延迟，实现毫米级精度的测距，测程超过100米，广泛应用于短程精密工程测量、房屋建筑面积测量。

脉冲式激光测距利用激光脉冲持续时间极短、能量集中的特点，计算激光飞行时间差来实现测距。在有合作目标时，适用于远距离测量；在近距离测量时，即使没有合作目标，也能进行测距。该方法适用于地形测量、战术前沿测距、导弹运行轨道跟踪、激光雷达测距以及人造卫星、地月距离测量等。

激光三角反射法作为激光位移传感器的测量方法，适用于远距离测量，但其精度与量程相关，量程越大，精度越低。测量原理基于半导体激光器发射的激光经过被测物体反射，通过CCD阵列接收，并根据三角函数计算出物体的距离。

激光回波法采用回波分析原理测量距离，通过处理器计算激光脉冲遇到物体并返回所需时间，以此计算出距离值。目前市场上的手持式激光测距仪工作物质主要有905纳米和1540纳米的半导体激光，1064纳米的YAG激光。1064纳米的激光对人体具有潜在危害性，因此被称为“不安全”的激光测距仪，而905纳米和1540纳米的则被称为“安全”的。