不管扫描仪的类型怎么，三维激光扫描仪的构造原理都是类似的。三维激光扫描仪的首要构造是由一台高速准确的激光测距仪，配上一组能够引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。激光测距仪自动发射激光，同时接受由自然物表面反射的信号然后能够进行测距，针对每一个扫描点可测得测站至扫描点的斜距，再配合扫描的水平缓笔直方向角，能够得到每一扫描点与测站的空间相对坐标。
地上型三维激光扫描体系作业原理：三维激光3D扫描仪发射器发出一个激光脉冲信号，经物体表面漫反射后，沿简直相同的途径反向传回到接收器，能够核算日标点P与扫描仪间隔S，操控编码器同步丈量每个激光脉冲横向扫描视点观测值α和纵向扫描视点观测值β。
整个体系由地上三维激光3D扫描仪、数码相机、后处理软件、电源以及隶属设备构成，它选用非触摸式高速激光丈量方法，获取地势或许杂乱物体的几何图形数据和印象数据。终究由后处理软件对收集的点云数据和印象数据进行处理转换成肯定坐标系中的空间方位坐标或模型，以多种不同的格局输出，满意空间信息数据库的数据源和不同使用的需求。
现在阶段，需求通过两种类型的软件才能使三维激光扫描仪发挥其功能：一类是扫描仪的操控软件；另一类是数据处理软件。前者通常是扫描仪随机顺便的操作软件，既能够用于获取数据，也能够对数据进行相应处理，如Riegi扫描仪顺便的软件RiSCAN Pro；而后者多为第三方厂商供给，首要用于数据处理。Optech三维激光扫描仪所用数据处理软件为Polyworks 10.0。