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Beim Fotoempfänger handelt es sich um ein lichtempfindliches Element, das die Position des Lichtpunktes im Abbild bestimmt. Aus dieser Bildposition wird die Distanz zwischen Sensor und Objekt berechnet.

Das obige Schema verdeutlicht die Relationen zwischen den verschiedenen Distanzen. Mit Hilfe der Trigonometrie ist es möglich die Distanz x−x0{\displaystyle x-x_{0}} aus der gemessenen Distanz x′−x0′{\displaystyle x-x_{0}} zu ermitteln: In der Geodäsie heißen die Entfernungsmessgeräte, die nach dem Prinzip der Laufzeitmessung oder Phasenmodulation arbeiten, Tachymeter oder Distanzer.

Das Verfahren ist nur für geringe Entfernungen geeignet, da dessen Empfindlichkeit in der vierten Potenz (Zweiwegdämpfung) mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger abfällt. Laser und Fotoempfänger sind meist zusammen in einem Gehäuse untergebracht.

Zum Verständnis der Funktionsweise dieser modernen Entfernungsmesser seien zunächst deren physikalisch relevanten Bauteile genannt. Dies sind die Lasereinheit, der Empfangssensor und ein Mikroprozessor. Beim Messvorgang wird scharf gebündeltes Licht einer bestimmten Wellenlänge (eben ein Laser) mittels einer Laserdiode auf den Messpunkt gerichtet. Dabei wird der Strahl dieser Entfernungsmesser nicht kontinuierlich, sondern gepulst gesendet.