三維激光掃描儀按照掃描成像方式的不同，激光掃描儀可分為一維(單點)掃描儀、二維(線列)掃描儀和三維(面列)掃描儀。而按照不同工作原理來分類，可分為脈沖測距法（亦稱時間差測量法）和三角測量法。

三維掃描儀應用場景

脈沖測距法：激光掃描儀由激光發射體向物體在時間 t1發送一束激光，由于物體表面可以反射激光，所以掃描儀的接收器會在時間 t2接收到反射激光。由光速 c，時間 t1，t2算出掃描儀與物體之間的距離d=(t2-t1)c/2。


顯而易見的，脈沖測距式激光3D掃描儀，其測量精度受到掃描儀系統準確地量測時間的限制。當用該方式測量近距離物體的時候，由于時間太短，就會產生很大誤差。所以該方法比較適合測量遠距離物體，如地形掃描，但是不適合于近景掃描。

三角測距法：用一束激光以某一角度聚焦在被測物體表面，然后從另一角度對物體表面上的激光光斑進行成像，物體表面激光照射點的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用 CCD（圖像傳感器）光電探測器測出光斑像的位置，就可以計算出主光線的角度θ 。然后結合己知激光光源與 CCD 之間的基線長度 d，經由三角形幾何關系推求掃描儀與物體之間的距L≈dtanθ。


手持激光三維掃描儀通過上述的三角形測距法建構出3D圖形：通過手持式設備，對待測物發射出激光光點或線性激光。以兩個或兩個以上的偵測器測量待測物的表面到手持激光產品的距離，通常還需要借助特定參考點－通常是具黏性、可反射的貼片－用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。這些掃描儀獲得的數據，會被導入電腦中，并由軟件轉換成3D模型。

三角測量法的特點：結構簡單、測量距離大、抗干擾、測量點小（幾十微米）、測量準確度高。但是會受到學元件本身的精度、環境溫度、激光束的光強和直徑大小以及被測物體的表面特征等因素的影響。

三維掃描儀的特點：
（1）非接觸測量，主動掃描光源；
（2）數據采樣率高；
（3）高分辨率、高精度；
（4）數字化采集、兼容性好；
（5）可與外置數碼相機、GPS 系統配合使用，極大地擴展了三維激光掃描技術的使用范圍。