Os levantamentos aerofotogramétricos, com uso de técnicas de fotogrametria clássica ou digital, se baseiam na sobreposição de um conjunto de imagens aéreas bidimensionais utilizadas para gerar Modelos Tridimensionais. O sistema LiDAR tem a sua metodologia baseada em medições diretas obtidas por meio da leitura da interação entre pulsos constantes de laser que atingem objetos físicos na superfície terrestre e retornam para o sistema. A distância entre o sensor e os objetos na superfície terrestre é medida levando em consideração a velocidade do laser e o tempo decorrente entre a emissão do pulso e o seu retorno, de forma muito parecida com as tecnologias de radar.
A principal vantagem de se utilizar o LiDAR está relacionada a alta precisão tridimensional que esses sistemas conferem para levantamentos aéreos e terrestres em áreas que apresentam cobertura vegetal baixa, média e alta. Isto é, a técnica de fotogrametria digital, mesmo em situações de vegetação baixa, quando densa, é afetada em sua qualidade altimétrica na representação da superfície do solo, impactando estudos de volumetria. Isso se dá pelo fato de que como o LiDAR normalmente é operado emitindo um grande número de pulsos de laser, cerca de 720 mil por segundo, no espectro do infravermelho próximo estes feixes de luz são capazes de penetrar entre os galhos e folhas de formações agrícolas ou florestais, gerando uma Nuvem de Pontos 3D que melhor representa a realidade do relevo ou superfície do solo. A fotogrametria, por sua vez, não consegue penetrar nos locais de vegetação densa, principalmente por não ter luminosidade nesses locais.
Outra peculiaridade da tecnologia LiDAR está ligada ao fato de que, por serem equipamentos que emitem luz própria, podem ser operados em ambientes de baixa ou nenhuma luminosidade, sendo possível inclusive realizar levantamentos aéreos noturnos. Além disso, possuem a capacidade de gerar ortomosaicos de alta resolução por possuir uma unidade de câmera RGB integrada as unidades laser e inercial.