激光測距設備對反射性物體類如地表，建筑物或者是樹木等，進行斜距測量的過程中使用的測距方式無非是相位式或者是脈沖式。
脈沖式又稱TOF式或者是脈沖回波式，相位式又稱相位比對式或者是相位偏移式。
脈沖式大多應用于測量數十數百米的距離測量當中，主要應用于機載平臺的激光雷達設備，從數百米到數公里不等的距離上，脈沖式原理的激光雷達能夠精準測距。在天基平臺例如衛星或者是其他航天飛行器上，使用脈沖式測距原理的激光雷達甚至能夠達到幾百公里的測距能力。對于脈沖式激光雷達而言，其計時器是一個高速精準的計數器，若想達到1cm的測距分辨率，這個計時器的計數間隔要達到66皮秒，1皮秒相當于一萬億分之一秒，這就要求即使頻率達到15GHz。所以，脈沖式激光雷達更適用于長距離的測量工作。
經過被測物體表面的反射之后，脈沖回波被傳感器接收感應，在激光測距的過程中，實際的脈沖持續長度是激光測距的一個重要特征，因為其直接影響到傳感器如何識別和區分多個不同的回波信號，如果一個脈沖持續了10納秒，1ns相當于10的負九次方秒，那么這個脈沖以光速傳播的距離有3m，如此測距設備的距離分辨率受制于脈沖的持續時間，因為激光脈沖發射之后在空間發生反射之后路徑變得很不規則，因為電磁波的傳播速度達到每秒鐘30萬公里，1m的測距分辨率就要求計時器具有1/300,000,000秒的計時精度，也就是3x10的負九次方秒。1cm的測距分辨率就要求計時器具有3x10的負十二次方的計時精度，也就是3皮秒。因此實際上影響測距精度的因素包括有：計時器質量、觸發和停止組件靈敏度等因素。
當進行相對距離較近的測量時，例如使用地基激光雷達進行測距，該類設備的脈沖重復率可以設置的很高，也就是PRF pulse repetition frequency能夠被設置的比較高，因為例如使用一臺地基激光雷達進行一個100米的距離測量，那么脈沖的往復路徑為200m，這樣其飛行時間為200/300000000=0.67μs，若對于較長距離的測距，例如使用機載平臺進行一個1000m的測距，此時的脈沖飛行時間久達到了6.7μs，這樣的話最大的脈沖重復率也就是1/6.7μs等價于150kHZ，也就是說為了避免不和下次的脈沖回波發生識別混淆，脈沖重復率要小于150kHz，因為如果發射的脈沖測距1000m，PRF大于150kHz，此時第二次的脈沖可能先于第一次的脈沖回到傳感器被接收，如此造成測距混淆。也就是說，針對于較長距離的測距，相鄰脈沖之間需要有較長的時間間隔。當前發展的技術手段已經能夠解決這一問題。使激光測距儀在等待上一次的脈沖回波的同時發射一束新的測距脈沖，該項技術在傳統雷達領域早就已經提出。多脈沖技術解決了回波混淆的問題之后，影響脈沖頻率的是激光源自身，在2000年早起時候，增加PRF的代價是降低了發射脈沖的能量，以此帶來的弊端是，能量的降低造成信噪比的增加signal to noise ratio——SNR，隨著當前的激光技術發展，現在能量問題已經不再是問題了。
相位式激光雷達使用的測距原理是根據測量連續發射的經調制的測距電磁信號的相位變化，以推算出激光的飛行時間，以此得出測距信息。不同于脈沖式激光測距發射的離散的激光脈沖，相位式采用的是連續波激光，由于激光發射能量的限制，此類設備一般用于較近距離的測量。