Un laser crée une impulsion lumineuse qui est ensuite projetée sur un miroir et atteint finalement une "cible", généralement un objet au sol. Lorsque le laser descend jusqu'à ce qu'il entre en collision avec un objet, il est réfléchi vers le système. La détermination de la distance à partir de son point de départ devient possible grâce à une équation mathématique qui prend la vitesse de la lumière comme constante. Cette mesure nous donne la hauteur, également appelée point de données Z, d'une entité. Pour obtenir plus de détails sur la longitude et la latitude de cette entité (points de données X et Y), les systèmes de positionnement global sont utilisés simultanément. En outre, une unité de mesure inertielle embarquée peut nous fournir des informations numériques de position concernant les dimensions de tangage, de lacet et de roulis.
Les progrès récents de la technologie LiDAR ont permis d'acquérir rapidement des données à partir d'avions et d'hélicoptères situés à des milliers de pieds d'altitude, ainsi qu'à partir du sol grâce à des drones. Cette méthode est particulièrement utile pour surveiller les zones dangereuses ou inaccessibles où les méthodes traditionnelles ne sont pas pratiques. Un autre avantage est que les études aéroportées peuvent être menées sans risque pour la santé ou la sécurité des personnes impliquées, car les lasers ne constituent pas une menace pour l'homme.