Kada laserski senzor radi, dioda koja emitira laser najprije je usmjerena na metu kako bi emitirala laserske impulse. Lasersko svjetlo se raspršuje u svim smjerovima nakon što ga reflektira cilj. Dio raspršene svjetlosti vraća se u prijemnik senzora i snima se na lavinskoj fotodiodi nakon što je primi optički sustav. Lavina fotodioda je optički senzor s unutarnjom funkcijom pojačanja, tako da može detektirati izrazito slabe svjetlosne signale i pretvoriti ih u odgovarajuće električne signale. Najčešći je laserski senzor za daljinsko mjerenje, koji može odrediti ciljnu udaljenost snimanjem i obradom proteklog vremena od slanja svjetlosnog impulsa do trenutka kada je primljen. Laserski senzor mora iznimno precizno mjeriti vrijeme prolaska jer je brzina svjetlosti prebrza.

Prekomjerni zahtjevi za elektroničkom tehnologijom preskupi su za realizaciju. No, današnji laserski senzori za daljinsko mjerenje pametno izbjegavaju ovu prepreku, koristeći jednostavan statistički princip, to jest zakon usrednjavanja za postizanje razlučivosti od 1 mm, i mogu osigurati brzinu odziva.