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Bei der Lasertriangulation wird ein Laserstrahl (bei geringen Anforderungen auch die Strahlung einer Leuchtdiode) auf das Messobjekt fokussiert und mit einer daneben im Sensor befindlichen Kamera, einer ortsauflösenden Photodiode oder einer CCD-Zeile beobachtet. Ändert sich die Entfernung des Messobjektes vom Sensor, ändert sich auch der Winkel, unter dem der Lichtpunkt beobachtet wird und damit die Position seines Abbildes auf dem Fotoempfänger. Aus der Positionsänderung wird mit Hilfe der Winkelfunktionen die Entfernung des Objektes vom Laserprojektor berechnet.

Kontinuierliche Frequenzmodulation (Funktion wie ein FM-Radar); vergleicht man nun das ursprüngliche mit dem reflektierten Signal, besteht zwischen beiden ein Frequenzunterschied. Dieser Unterschied ist proportional zur Distanz.

Wer bereits einmal mit herkömmlichen Messgeräten – wie Meterstab oder Maßband – gearbeitet hat, kennt die Nachteile dieser Messmethoden. So ist es aus praktischen Gründen häufig nicht möglich, Distanzen im Alleingang zu messen, sodass eine zweite Person zwingend benötigt wird. Dieses Problem existiert bei einem Laserentfernungsmesser nicht, da das Anlegen eines Werkzeuges sowie das Markieren von Messpunkten mit einem lasergestützten Distanzmesser nicht mehr notwendig sind. Es wird also niemand mehr benötigt, der beispielsweise das Maßband hält und dafür sorgt, dass beim Markieren nichts verrutscht.

An der zu messenden Fläche wird das Licht des Lasers reflektiert und schließlich von einem neben der Laserdiode befindlichen lichtempfindlichen Element registriert. Jetzt kommt die Mathematik, speziell die Trigonometrie (Winkelfunktion im Dreieck), zum Einsatz.