هنگامی که حسگر لیزر در حال کار است، دیود ساطع کننده لیزر برای اولین بار هدف هدف ساطع پالس های لیزری است. نور لیزر پس از انعکاس توسط هدف در تمام جهات پراکنده می شود. بخشی از نور پراکنده به گیرنده حسگر برمی گردد و پس از دریافت توسط سیستم نوری بر روی فتودیود بهمن تصویر می شود. فتودیود بهمن یک حسگر نوری با تابع تقویت داخلی است، بنابراین می تواند سیگنال های نور بسیار ضعیف را تشخیص دهد و آن ها را به سیگنال های الکتریکی متناظر تبدیل کند. شایع ترین آن حسگر لیزری است که می تواند فاصله هدف را با ضبط و پردازش زمان صرف شده از زمانی که یک پالس نور به هنگام دریافت آن فرستاده می شود، تعیین کند. حسگر لیزر باید زمان ترانزیت را بسیار دقیق اندازه گیری کند زیرا سرعت نور بیش از حد سریع است.
الزامات بیش از حد برای فن آوری الکترونیکی بیش از حد گران به تحقق بخشیدن به. اما حسگرهای لیزری امروزی هوشمندانه از این مانع اجتناب می کنند، با استفاده از یک اصل آماری ساده، به این معنی که قانون میانگین برای رسیدن به قطعنامه ای از ۱ میلی متر است، و می تواند سرعت پاسخ را تضمین کند.