20世纪70年代末，美国航空航天局为测量水深，成功研制了具有扫描和高速记录数据的激光雷达，1990年德国将激光雷达技术与全球定位系统和惯性导航系统相结合，形成了完整的机载三维激光雷达测绘系统。此后，机载三维激光雷达测绘技术应用受到关注，并很快被应用到勘测研究当中。

机载三维激光雷达测绘技术由飞行平台、全球导航卫星系统、惯性导航系统、飞行控制系统、激光雷达、测绘相机和地面控制系统组成。系统获取的数据是离散、分布不规则的三维点云，通过定位和惯性导航系统记录精确飞行轨迹，将离散点云按飞行轨迹融合，形成大场景、高精度的三维点云。厘米级精度的三维点云通过处理可快速形成三维数字模型，且该技术不受天气光照等条件制约，和传统的人工测量的技术手段相比，极大地减少了工作量，缩短了外业测量的时间，提高了测量工作的效率。

随着数字城市、智慧建筑等的深化推广，以及相关硬件系统的日益成熟，机载三维激光雷达测绘技术开始在各领域发挥愈加重要的作用，主要应用于数字城市规划、工程建筑测量、电力勘测和线路检查、灾害与环境监测、林业病害监测等方面。