Ideą działania skaningu laserowego jest pomiar czasu między emisją, a odbiorem impulsu laserowego, pozwalający na wyznaczenie odległości od sensora, umieszczonego na pokładzie samolotu, do punktów powierzchni topograficznej.
Obecnie systemy skanujące oprócz pierwszego i ostatniego odbicia, mają możliwość rejestracji wielu odbić impulsu laserowego (ang. full waveform). Odbicia pośrednie znajdują zastosowanie w przypadkach szczególnych, np. przy pomiarze linii energetycznych.

              Pozycja trajektorii lotu samolotu wyznaczana jest poprzez system pozycyjny GPS (ang. Global System Position) oraz inercjalny system nawigacyjny INS (ang. Inertial Navigation System), który mierzy przyspieszenie wzdłuż trzech osi i zmiany kątowych pochyleń platformy. Dzięki integracji informacji GPS oraz INS, systemów wzajemnie uzupełniających się, można określić pozycję samolotu z bardzo wysoką dokładnością, sięgającą 2cm, oraz kąty pochylenia sensora skanującego.

              W celu pozyskania informacji o terenie, konieczny jest wielokrotny przelot samolotu w ustalonych kierunkach, podczas którego rejestrowane są dane. Mechanizm skanujący emituje wiązkę światła o dużej mocy i częstotliwości, w płaszczyźnie prostopadłej do trajektorii lotu. Powstaje w ten sposób zbiór danych dla pasa terenu o określonej szerokości.

              Wynikiem skanowania jest zbiór współrzędnych przestrzennych punktów, potocznie nazywany „chmurą punktów”. Współrzędne X,Y,Z punktów wyznaczane są dzięki integracji systemów GPS i INS.
Z danych tych w wyniku nieskomplikowanych procesów tj. filtracja, wydobyć można różnego rodzaju obiekty 3D. Jednak podstawowymi produktami jest Numeryczny Model Terenu (ang. Digital Terrain Model) oraz Numeryczny Model Pokrycia Terenu (ang. Digital Surface Model).