Für die Funktionsweise von 3D-Laserscannern ist das Zusammenwirken von Laser und Sensor die Basisvoraussetzung. Dabei wird ein vorgegebenes Zielobjekt, beispielsweise ein Auto, von einem Netz aus Laserimpulsen abgetastet, die vom Zielobjekt wieder zurück zum Sensor reflektiert und dort aufgezeichnet werden. Die einzelnen Punkte werden dabei über die Laufzeit des Signals und den Austrittswinkel des gesendeten Impulses berechnet. Dies führt zu einer Leistung von bis zu 6.000 Punkten pro Sekunde und einer Aufnahmezeit von wenigen Minuten. Die Genauigkeit der erhaltenen Daten liegt zwischen dem Millimeter- und Zentimeterbereich.
Ein Nachteil dieser Technologie ist, dass Laser und andere lichtbasierte Systeme durch verschiedene Oberflächeneigenschaften des Scanobjektes beeinflusst werden können. Dies können die Oberflächenfarbe, Transparenz oder reflektierende Teile sein. Im Laufe der Jahre wurde der Umgang mit diesem Problem aber immer mehr verbessert und verschiedene Work-Arounds haben sich dazu entwickelt.
Bei der Verwendung von Laserscannern müssen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um bei der Abtastung keine Schäden zu verursachen. Dies betrifft vor allem Scanvorgänge am menschlichen Körper. Obwohl die meisten Laser, die für Abtastung verwendet werden, unterhalb der Schädlichkeitsgrenze liegen, können Reflexionen dieser Strahlen wiederum schädliche Lichtstrahlen erzeugen.
Laserscanner lassen sich in mehrere Bereiche einteilen. Diese Bereiche beziehen sich vor allem auf die unterschiedlichen Arten wie Laserlicht gebündelt werden kann und wie durch Aussenden von Laserstrahlen ein 3D-Objekt erzeugt werden kann. Im Folgenden werden die einzelnen Laserscanner aufgelistet und näher beschrieben.