它与微波雷达的工作原理相似，但又有着微波雷达所不具备的独有特性，即可以利用不同分子对特定波长的激光吸收、散射或荧光特性，探测不同的物质成分。

激光雷达最初起源于军事需求，激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始，逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术，使激光雷达成为一类具有多种功能的系统。激光雷达正在迅速发展并受到各国军事部门的极大关注，在军事上陆续开发出侦查用机载成像激光雷达、避障机载激光雷达、大气监测机载激光雷达、制导机载激光雷达、化学/生物战剂探测机载激光雷达、水下探测机载激光雷达、弹道导弹防御机载激光雷达等不同用途的激光雷达。美海军MH-60S“海鹰”直升机搭载机载激光水雷探测系统（ALMDS），在太平洋地区开展的试飞验证表明，ALMDS可为海军的近海战斗舰提供高效、快速的浅水水雷探测能力。

利用光波向目标发射探测信号，然后将其接收到的目标回波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置信息（距离、方位和高度等）、运动状态信息（速度、姿态等）、目标特征参数信息（反射率、形状和散射截面等），实现对目标的探测、跟踪和识别。激光雷达由发射/接收机、光学扫描器、信号处理装置、惯性导航装置、环境控制装置和电源等组成。下图是MH-60S“海鹰”直升机的激光水雷探测系统（ALMDS）的组成原理框图。

MH-60S“海鹰”直升机的激光水雷探测系统（ALMDS）的组成原理框图

在具体应用时，激光雷达既可单独使用，也能够同微波雷达、可见光电视、红外热像仪和微光电视等成像设备组合使用，使得系统既能搜索到远距离目标，又能实现对目标的精密跟踪。

激光雷达最初起源于军事需求，作为目标探测和跟踪系统被认为是更难被敌军干扰和探测的装置，凭借激光雷达实现高清晰度的成像以收集足够的细节来识别目标，如坦克、飞机或步行中的人，这也使机载激光雷达比地面激光雷达更具优势，应用场景更为丰富。

与微波雷达相比，激光雷达还具有以下优点：①角分辨率、速度分辨率和距离分辨率高，测速范围广，采用距离-多普勒成像技术可以得到运动目标的高分辨率清晰图像。②抗干扰能力强，隐蔽性好。激光不受无线电波干扰，能穿越等离子鞘，低仰角工作时对地面多路径效应不敏感；激光发散角小，被截获的概率很低。③激光雷达的波长比微波雷达短好几个数量级，多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标，且可以在分子量级上探测目标。④比微波雷达的体积和重量小等。

在应用上的主要缺点如下：①激光受大气及气象条件影响大，不能穿透云雾，在恶劣天气时性能下降，此外，大气湍流会降低激光雷达的测量精度。②激光发散角小，难以快速搜索目标和捕获目标。一般在使用时先用其他设备实施大空域、快速搜索捕获目标，然后交由激光雷达对目标进行精密跟踪测量。

激光雷达在20世纪70年代才真正开始发展，当时在航天方面主要用于测量火箭初始飞行阶段的弹道轨迹，近年来最为大众称道的是用于无人驾驶汽车导航和制导的激光雷达，特别是它可以使无人机和无人驾驶汽车自行避开障碍物。激光雷达仍然是一项发展中的技术，许多激光雷达系统仍在研制或探索之中，在军事上有着广泛的应用前景。