光学三维扫描仪主要是采用扫描的方式逐点测量出了距离，然后计算出各点的空间位置，将测量物的信息存储到计算机当中。不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以实现对各类表面进行高速三维扫描。
光学三维扫描仪采用非接触扫描目标的方式进行测量，无需反射棱镜，对扫描目标物体不需进行任何表面处理，直接采集物体表面的三维数据，所采集的数据完全真实可靠。可以用于解决危险目标、环境（或柔性目标、及人员难以企及的情况，具有传统测量方式难以完成的技术优势。
采用脉冲激光或时间激光的三维激光扫描仪采样点速率可达到数千点／秒，而采用相位激光方法测量的三维激光扫描仪甚至可以达到数十万点／秒，可见采样速率是传统测量方式难以比拟的。
三维激光扫描技术可以快速、高精度获取海量点云数据，可以对扫描目标进行高密度的三维数据采集，从而达到高分辨率的目的。所采集的数据是直接获取的数字信号，具有全数字特征，易于后期处理及输出；用户界面友好的后处理软件能够与其它常用软件进行数据交换及共享。
搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。
三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。
