מכיוון שקרינת הלייזר היא קרינה אלקטרומגנטית המתקדמת במהירות האור (c), ניתן למדוד בעזרתה מרחקים בצורה מדויקת אפילו של גופים הנעים במהירות גבוהה. המדידה היא כמעט בזמן אמיתי.

• מדידות אינטרפרומטריות מפורטות בפרק 10, באמצעותן ניתן להגיע לרמת דיוק גבוהה ביותר.
• מד טווח צבאי בסעיף 9.3.1. על אותו עיקרון בנויים מדי מרחק לשימוש תעשייתי.

פרק 7 מסביר את תכונות קרינת הלייזר. ההתבדרות הנמוכה של אלומת הלייזר מאפשרת התקדמותה למרחקים ארוכים.

אם שמים מראה מחזירה בקצה המרחק, ניתן למדוד את זמן התקדמות פולס הקרינה למראה וחזרה, ועקב מהירות האור הקבועה, למצוא מהו המרחק.

מדדו באמצעות לייזר למרחקים גדולים, מדדו אפילו את המרחק מכדור הארץ לירח :

האסטרונאוטים שנחתו על קרקע הירח הותירו שם קוביית מראות (Corner Relection Cube) שהיא מערך של 3 מראות מישוריות ניצבות אחת לשנייה, ויוצרות צורה הדומה לפינה של קוביה. אור הפוגע בפינת מראות זו מוחזר תמיד לכיוון ממנו בא. פולס קרינה מלייזר נשלח דרך טלסקופ מכדור הארץ לירח, פגע בפינת המראות, והוחזר דרך הטלסקופ לגלאי. זמן תנועתו של פולס הלייזר, ומהירות האור הידועה, מאפשרים לחשב את המרחק לירח בדיוק גבוה. בצורה זו נמדד המרחק לירח בדיוק של עשרות סנטימטרים.