三維鐳射掃描器的工作原理有兩種：脈衝式和相位式。

這兩種方式是掃描器所採用的鐳射測距原理的區別。通俗的說，三維鐳射掃描器透過連續快速的水平和垂直方向的點測量，實現面測量，也就說將空間按照極座標系劃分成指定的水平和垂直間隔，然後快速測量網格交點處的距離，然後透過角度計算得到點位空間座標。

三維鐳射掃描技術又稱為實景複製技術，利用鐳射測距原理，透過高速鐳射掃描測量方法，大面積、高解析度地獲取被測物件表面的高精度三維座標資料以及大量空間點位資訊，可以快速建立高精度(精度可達毫米級)、高解析度的物體真實三維模型以及數字地形模型。是測繪領域繼GPS技術之後的又一次技術革命，相比傳統測繪技術，三維鐳射掃描器測量的方式為非接觸式測量，即不用接觸待測物體即可測量待測物體的精確尺寸，但凡用肉眼能看到的物體（除玻璃，水面等穿透性強的物體），用三維鐳射掃描器掃描後都可以體現到電腦上。

相較於傳統二維平面圖紙的抽象表示，三維鐳射掃描技術，可以直觀反映真實世界的本來面目，應用領域非常廣泛，主要有文物古蹟保護、建築、規劃、土木工程、工廠改造、室內設計、建築監測、交通事故分析、法律證據收集、災害評估、船舶設計、數字城市、軍事等。