激光测距传感器的工作原理主要是基于激光的传输时间测量。传感器首先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，当激光脉冲照射到目标物后，部分激光能量被反射回来。反射回来的激光被传感器接收器接收，然后被光学系统成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，能够检测极其微弱的光信号。
传感器记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，这个时间即被称为传输时间。由于光速是已知的，约为3X10^8m/s，因此通过测量传输时间，就可以计算出目标物与传感器之间的距离。
这种测距方法的精度非常高，因为激光的传输速度非常快，如果要获得更高的分辨率，可以通过更精确地测量光速的往返时间来实现。
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