激光測距（Laser ranging）是最早在軍事上得到運用的激光技術，并且已經成為國防科研的重要課題之一。同時，激光測距也是激光測速、激光跟蹤、激光三維成像、激光雷達等高端技術的前提。

　　世界上臺激光器，是由美國休斯飛機（Hughes Aircraft）公司的科學家梅曼于1960年首先研制成功的，美國軍方很快就在此基礎上開展了對軍用激光裝置的研究。1961年，臺軍用激光測距儀通過了美國軍方論證試驗，此后激光測距儀很快就進入了實用環境中。

　　20世紀七十年代，美國軍方的阿波羅計劃中，曾經使用激光測距技術測量地球與月球的距離，接收端使用的是雪崩光電二極管（APD）單光子探測器。

　　根據基本原理，實現激光測距的方法有兩大類：飛行時間（time of flight，TOF）測距和非飛行時間測距。其中，具體的常用方法有脈沖式激光測距法、三角激光測距法和相位式激光測距法。

　　脈沖式飛行時間測距法

　　脈沖式測距是激光技術最早應用于測繪領域中的一種測量方式。由于激光發散角小，激光脈沖持續時間極短，瞬時功率極大可達兆瓦以上，因而可以達到極遠的測程。一般情況下不使用合作目標，而是利用被測目標對光信號的漫反射來測距。測量距離可表示為：

　　式中D為所測量的距離，c為光在空氣中傳播的速度，Δt為光波信號在測距儀與目標往返的時間。

　　一般在非精密測量中，光在空氣中的傳播速度取真空中的3×108m/s（現代物理學通過對光頻率和波長的測量導出的值為2.99792458×108 m/s），若在精密測量中可參考空氣的狀態進行修正得到值。所以只要測得Δt的值就可以得到距離D。

　　脈沖激光的發射角小，能量在空間相對集中，瞬時功率大，利用這些特性可制成各種中遠距離激光測距儀、激光雷達等。目前，脈沖式激光測距廣泛應用在地形地貌測量、地質勘探、工程施工測量、飛行器高度測量、人造地球衛星相關測距、天體之間距離測量等方面。

　　另外，脈沖測距方法也可通過與其他手段結合，更好的提高測量范圍和測距精度，如：脈沖測距法與TCSPC技術相結合、脈沖啁啾調制、多頻率脈沖測距等。

　　相位式激光測距法

　　相位式激光測距通常適應于中短距離的測量，測量精度可達毫米、微米級，也是目前測距精度的一種方式,大部分短程測距儀都采用這種工作方式。

　　相位式測距則是將一調制信號對發射光波的光強進行調制，通過測量相位差來間接測量時間，較直接測量往返時間的處理難度降低了許多。

　　此時距離的計算公式可表示為：

　　式中-信號往返測距儀與目標之間一次所產生相位差為φ，λ為調制信號的波長。

　　式中的λ/2稱為測尺，即當相位變化為2π時所對應的距離。可以看出當選擇的調制頻率不同時，所能測到的距離是不同的。