जब लेज़र सेंसर काम कर रहा होता है, तो लेज़र उत्सर्जक डायोड का लक्ष्य सबसे पहले लेज़र स्पंदों का उत्सर्जन करना होता है। लक्ष्य द्वारा परावर्तित होने के बाद लेजर प्रकाश सभी दिशाओं में बिखरा हुआ है। बिखरे हुए प्रकाश का एक हिस्सा सेंसर रिसीवर में वापस आ जाता है और ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा प्राप्त होने के बाद हिमस्खलन फोटोडायोड पर इमेज किया जाता है। हिमस्खलन फोटोडायोड एक आंतरिक प्रवर्धन फ़ंक्शन वाला एक ऑप्टिकल सेंसर है, इसलिए यह बेहद कमजोर प्रकाश संकेतों का पता लगा सकता है और उन्हें संबंधित विद्युत संकेतों में परिवर्तित कर सकता है। सबसे आम लेज़र रेंजिंग सेंसर है, जो एक प्रकाश पल्स को प्राप्त होने के समय से बीता हुआ समय रिकॉर्ड और संसाधित करके लक्ष्य दूरी निर्धारित कर सकता है। लेजर सेंसर को पारगमन समय को बेहद सटीक रूप से मापना चाहिए क्योंकि प्रकाश की गति बहुत तेज होती है।
इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के लिए अत्यधिक आवश्यकताओं को महसूस करना बहुत महंगा है। लेकिन आज के लेज़र रेंजिंग सेंसर चतुराई से इस बाधा से बचते हैं, एक साधारण सांख्यिकीय सिद्धांत का उपयोग करते हुए, यानी 1 मिमी के एक संकल्प को प्राप्त करने के लिए औसत कानून, और प्रतिक्रिया की गति सुनिश्चित कर सकते हैं।