三维激光扫描测量的原理是光学三角形法：利用具有规则几何形状的激光源投影到被测表面上，形成的漫反射图像在安置于空间某一位置的图像传感器上成像，按照三角形原理，即可测出被测点的空间坐标。

准备工作之后，即可进行扫描工作的实施。首先安置并启动仪器，在扫描前，需要对系统参数进行设置。系统参数包括取景选项(球的直径、快速扫描标靶的模式、自动拍照)、单位(包括角度单位和长度单位)、视频模式(场景为实时或者拍照模式)、系统语言(无中文)。然后是建立测站，建站分整平、建站、后视3步。当完成建站工作后就可以开始扫描测量，采集点数据和影像数据。

可以选择扫描仪器设定360°扫描场景(本测站仪器所能扫描到的全部范围),或者扫描360°扫描场景中的一部分。接下来就是设定或编辑扫描参数，当一个扫描目标选定后，在工作区间出现扫描参数设置工具栏。该工具栏包括“设置方式”、“格网值”和“测距次数”三部分，点击扫描后，进行目标扫描，该目标扫描完成后，检查是否完成，扫描参数设置是否正确等。无误后保存扫描结果，完成扫描后，重复上述步骤进行下一站的扫描工作。

在扫描工作实施前首先要到现场进行踏勘。踏勘过程中注意查看已有控制点的位置、保存情况和使用的可能性以及控制点联测的大概方案。根据扫描对象的空间分布、形态和扫描需要的精度以及分辨率确定扫描站点的位置。根据已有的大地测量条件和和扫描站点位置考虑扫描模型的拼接方式等，并绘制现场草图，对主要扫描对象拍照。

三维扫描外业操作流程为：踏勘现场→编制扫描实施方案→扫描准备(设备、电源、拼接标)→安置扫描仪→选择扫描区域→设置扫描参数→模型拼接。

扫描实施方案应该包括大地测量联测的方案、扫描站点的位置和扫描时的定向及定位方式、每个扫描站上扫描的目标和每个目标的扫描分辨率。实施方案中还要包括扫描的工作流程、供给方案、人员配备及扫描施工组织。