光电测距的原理是以电磁波(光波等)作为载波，通过测定光波在测线两端点间的往返传播时间：D，以及光波在大气中的传播速度c，来测量两点间距离的方法。若电磁波在测线两端往返传播的时间为t，光波在大气中的传播速度为c，则可求出两点间的水平距离D。

D=1/2c*t2D

式中：c——光波在大气中的传播速度。 (c为光波在真空中的传播速度，反射棱镜其值为299 792 458m/s；n为大气折射率，是大气压力、温度、湿度的函数)；f：D——光波在被测两端点间往返传播一次所用的时间(s)。

从上式可知，光电测距仪主要是确定光波在待测距离上所用的时tzD，据此计算出所测距离。因此测距的精度主要取决于测定时间t：D的精度，时间zD的测定可采用直接方式，也可采用间接方式，如要达到±1em的测距精度，时间量测精度应达到6．7×10‘11 s，这对电子元件的性能要求很高，难以达到。根据测定光波传播时间‰的方法，光电测距仪可分为脉冲式和相位式两种。