鐳射測距應用於空間碎片探測，是由衛星鐳射測距技術發展而來。兩者都是由地面測站向目標發射鐳射脈衝，記錄鐳射脈衝來回飛行時間從而測量目標的距離。

不同的是，衛星鐳射測距中，目標衛星一般攜帶有鐳射後向反射角錐鏡，可以對入射鐳射進行鏡面反射使其原路返回；而空間碎片沒有反射鏡，只能依靠表面漫反射，漫反射使得能夠沿鐳射入射方向返回的鐳射能量很少，所以空間碎片鐳射測距比衛星鐳射測距要求更大的鐳射能量。另外，空間碎片軌道預報精度比衛星軌道預報低很多，因此在測量時，十分難以成功的捕獲目標。以上兩點是空間碎片鐳射測距的最大技術難點。

國際上是九十年代末開始進行這方面的研究。國內大約是2009年左右首先由上海天文臺成功進行碎片鐳射測距，隨後雲南天文臺成功。目前國內能夠獨立進行空間碎片鐳射測距的主要是上海天文臺，雲南天文臺，長春人衛站。從目前的技術發展和測量結果來看，雲南天文臺在在國內多家單位的支援下，使用了大功率鐳射器（光電院提供），獲得大量的碎片測量資料，其碎片測量尺寸很小，是目前國內領先水平。

空間碎片鐳射測距的最大優勢是測量精度高，其測量距離精度為釐米級到亞米級。高精度的測量資料可以提高對空間碎片軌道預報的精度，對在軌飛行器的安全提供預警，同樣的技術也可以用於空間非合作（沒有鐳射角反射器）目標的監測等。

然而鐳射測距技術也有其劣勢，就是受到天氣的限制。陰雨天氣不能進行測量，目前白天也難以進行碎片的鐳射測距。

總之，空間碎片鐳射測距目前還處於發展中，有其優勢與劣勢，但其高精度的測量結果使得瑕不掩瑜。越高精度的測量資料，其潛在的應用範圍就更廣闊。