三維激光掃描儀的主要構造是由一臺高速準確的激光測距儀， 配上一組可以引導激光并以均勻角速度掃描的反射棱鏡，能夠有效達到測距獲得點的坐標。三維激光掃描儀的種類有很多，無論掃描儀的類型如何， 這些設備的構造原理都是相似的。那么三維激光掃描儀的測距原理是什么呢？
激光測距儀主動發射激光， 同時接受由自然物表面反射的信號從而可以進行測距，針對每一個掃描點可測得測站至掃描點的斜距，再配合掃描的水平和垂直方向角，可以得到每一掃描點與測站的空間相對坐標。
如果測站的空間坐標是已知的，那么則可以求得每一個掃描點的三維坐標。以天河道云某型號三維激光掃描儀為例，該掃描儀是以反射鏡進行垂直方向掃描，水平方向則以轉動儀器來完成水平360度掃描，從而獲取三維點云數據。
地面型三維激光掃描系統工作原理： 三維激光掃描儀發射器發出一個激光脈沖信號，經物體表面漫反射后， 沿幾乎相同的路徑反向傳回到接收器， 通過計算獲得點的坐標。
整個系統由地面三維激光掃描儀、 數碼相機、后處理軟件、 電源以附屬設備構成，它采用非接觸式高速激光測量方式， 獲取地形或者復雜物體的幾何圖形數據和影像數據。然后由后處理軟件對采集的點云數據和影像數據進行處理轉換成坐標系中的空間位置坐標或模型， 以多種不同的格式輸出， 滿足空間信息數據庫的數據源和不同應用的需要。
目前階段，需要通過兩種類型的軟件才能使三維激光掃描儀發揮其功能：一類是掃描儀的控制軟件；另一類是數據處理軟件。前者通常是掃描儀隨機附帶的操作軟件，既可以用于獲取數據，也可以對數據進行相應處理，大家可以按照需求選擇相應的產品。
