在电磁波测距仪出现之前，人们测量距离的方法有两种：①用一根带有分划的尺子采取直接比对的方法来获得距离。②利用测量角度的仪器通过测定角度反算距离。以上两种方法，无论是测量速度还是测量精度都难以满足不断发展的需求。

从20世纪40年代开始，雷达探测和各种无线电导航系统的发展，促进了人们对电子测时技术、测相技术和高稳定度频率源等领域的深入研究，为电磁波测距创造了条件。在此基础上，第一代光电测距仪和微波测距仪分别于1948年和1956年研制成功。随后这些仪器得到不断改进和提高，到20世纪90年代后期，已经达到相当完善的程度。三角测量中的起始边和导线测量中的导线边长均使用电磁波测距仪直接测定，取代了因瓦尺丈量距离的方法，加快了距离测量的速度。空间（卫星）大地测量的方法大多数都是使用电磁波测距的方式对地面进行定位。

电磁波测距的基本原理（如图所示）是，由地面一点架设测距仪向另一点发射电磁波，并被反射镜反射回来，为测距仪接收，即可测量出电磁波往返这两点的传播时间，同时测定出气象元素温度、湿度和大气压力，设为电磁波在空气中的传播速度，被测距离为：

电磁波测距原理示意图

电磁波测距有三种基本方法：①脉冲法测距。直接测定发射脉冲（主波）与由目标反射回来的反射脉冲（回波）之间的传播时间，可计算出到目标的距离。这种方法一次测量便可求得被测距离，测程近的为几千米、十几千米，最远的可达几十万千米，精度为“厘米级”。主要用于低精度或长距离的测量。②相位法测距。直接测定连续测距信号的发射波与回波之间的相位差从而间接测得信号的传播时间。这种测距方法精度比较高，优于“毫米级”，测程在几十千米以内。精密测距一般都是采用相位测距法。③干涉法测距。利用光学干涉的物理原理，制成干涉测距仪，用来精确测定长度，它的精度高于相位法测距仪，精度可达“微米级”，干涉法测距多用于计量单位的长度量具鉴定及对测距仪检定用的标准基线场地中的短距离测量。以上三种测距方法，以干涉法测距精度最高，相位法测距精度次之，脉冲法测距精度最低。考虑到它们的测程，脉冲法测距的测程最远，相位法测距的测程次之，干涉法测距的测程最近。