激光測距儀一般采用兩種方式來測量距離：脈沖法和相位法。脈沖法測距的過程是這樣的：測距儀發射出的激光經被測量物體的反射后又被測距儀接收，測距儀同時記錄激光往返的時間。光速和往返時間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/- 10厘米左右。另外，此類測距儀的測量盲區一般是1米左右。
激光測距是光波測距中的一種測距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點間往返一次所需時間為t，則A、B兩點間距離D可用下列表示。
D=ct/2
式中：
D——測站點A、B兩點間距離；
c——速度；
t——光往返A、B一次所需的時間。
由上式可知，要測量A、B距離實際上是要測量光傳播的時間t，根據測量時間方法的不同，激光測距儀通常可分為脈沖式和相位式兩種測量形式。典型的是WILD的DI-3000、真尚有的LDM30X 。
需要注意，測相并不是測量紅外或者激光的相位，而是測量調制在紅外或者激光上面的信號相位。建筑行業有一種手持式的激光測距儀，用于房屋測量，其工作原理與此相同。