三維掃描儀分類為接觸式（contact）與非接觸式（non-contact）兩種，后者又可分為主動掃描（active）與被動掃描（passive），這些分類下又細分出眾多不同的技術(shù)方法。使用可見光視頻達成重建的方法，又稱做基于機器視覺（vision-based）的方式，是今日機器視覺研究主流*。
接觸式掃描接觸式三維掃描儀透過實際觸碰物體表面的方式計算深度，如座標測量機（cmm, coordinate measuring machine）即典型的接觸式三維掃描儀。此方法相當，常被用于工程制造產(chǎn)業(yè)，然而因其在掃描過程中必須接觸物體，待測物有遭到探針破壞損毀之可能，因此不適用于*價值對象如古文物、遺跡等的重建作業(yè)。此外，相較于其他方法接觸式掃描需要較長的時間，現(xiàn)今快的座標測量機每秒能完成數(shù)百次測量，而光學(xué)技術(shù)如激光掃描儀運作頻率則*達每秒*萬至五百萬次。
非接觸主動式掃描主動式掃描是指將額外的能量投射至物體，借由能量的反射來計算三維空間信息。常見的投射能量有*般的可見光、*能光束、超音波與x射線。
時差測距（time-of-flight）
時差測距（time-of-flight，或稱'飛時測距'）的3d激光掃描儀是*種主動式（active）的掃描儀，其使用激光光探測目標物。圖中的光達即是*款以時差測距為主要技術(shù)的激光測距儀（laser rangefinder）。此激光測距儀確定儀器到目標物表面距離的方式，是測定儀器所發(fā)出的激光脈沖往返*趟的時間換算而得。即儀器發(fā)射*個激光光脈沖，激光光打到物體表面后反射，再由儀器內(nèi)的探測器接收信號，并記錄時間。由于光速（speed of light){\displaystyle c}為*已知條件，光信號往返*趟的時間即可換算為信號所行走的距離，此距離又為儀器到物體表面距離的兩倍，故若令{\displaystyle t}為光信號往返*趟的時間，則光信號行走的距離等于{\displaystyle (c\cdot t)/2}。顯而易見的，時差測距式的3d激光掃描儀，其量測精度受到我們能多準確地量測時間{\displaystyle t}，因為大約3.3皮秒（picosecond；微微秒）的時間，光信號就走了1毫米。
激光測距儀每發(fā)*個激光信號只能測量單*點到儀器的距離。因此，掃描儀若要掃描完整的視野（field of view），就必須使每個激光信號以不同的角度發(fā)射。而此款激光測距儀即可透過本身的水平旋轉(zhuǎn)或系統(tǒng)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)鏡（rotating mirrors）達成此目的。旋轉(zhuǎn)鏡由于較輕便、可快速環(huán)轉(zhuǎn)掃描、且精度較*，是較廣泛應(yīng)用的方式。典型時差測距式的激光掃描儀，每秒約可量測10,000到100,000個目標點。
三角測距（triangulation）
三角測距3d激光掃描儀，也是屬于以激光光去偵測環(huán)境情的主動式掃描儀。相對于飛時測距法，三角測距法3d激光掃描儀發(fā)射*道激光到待測物上，并利用攝影機查找待測物上的激光光點。隨著待測物（距離三角測距3d激光掃描儀）距離的不同，激光光點在攝影機畫面中的位置亦有所不同。這項技術(shù)之所以被稱為三角型測距法，是因為激光光點、攝影機，與激光本身構(gòu)成*個三角形。在這個三角形中，激光與攝影機的距離、及激光在三角形中的角度，是我們已知的條件。透過攝影機畫面中激光光點的位置，我們可以決定出攝影機位于三角形中的角度。這三項條件可以決定出*個三角形，并可計算出待測物的距離。在很多案例中，以*線形激光條紋取代單*激光光點，將激光條紋對待測物作掃描，大幅加速了整個測量的進程。national research council of canada是致力于研發(fā)三角測距激光掃描技術(shù)的協(xié)會*（1978）。
手持激光（handhold laser）
手持激光掃描儀透過上述的三角形測距法建構(gòu)出3d圖形：透過手持式設(shè)備，對待測物發(fā)射出激光光點或線性激光光。以兩個或兩個以上的偵測器（電耦組件或位置感測組件）測量待測物的表面到手持激光產(chǎn)品的距離，通常還需要借助特定引用點－通常是具黏性、可反射的貼片－用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù)，會被導(dǎo)入電腦中，并由軟件轉(zhuǎn)換成3d模型。手持式激光掃描儀，通常還會綜合被動式掃描（可見光）獲得的數(shù)據(jù)（如待測物的結(jié)構(gòu)、色彩分布），建構(gòu)出更完整的待測物3d模型。
結(jié)構(gòu)光源（structured lighting）
將*維或二維的圖像投影至被測物上，根據(jù)圖像的形變情形，判斷被測物的表面形狀，可以非常快的速度進行掃描，相對于*次測量*點的探頭，此種方法可以*次測量多點或大片區(qū)域，故能用于動態(tài)測量。
調(diào)變光（modulated lighting）
調(diào)變光三維掃描儀在時間上連續(xù)性的調(diào)整光線的強弱，常用的調(diào)變方式是周期性的正弦波。借由觀察視頻每個像素的亮度變化與光的相位差，即可推算距離深度。調(diào)變光源可采用激光或投影機，而激光光能達到**之度，然而這種方法對于噪聲相當敏感。
非接觸被動式掃描被動式掃描儀本身并不發(fā)射任何輻射線（如激光），而是以測量由待測物表面反射周遭輻射線的方法，達到預(yù)期的效果。由于環(huán)境中的可見光輻射，是相當容易獲取并利用的，大部分這類型的掃描儀以偵測環(huán)境的可見光為主。但相對于可見光的其他輻射線，如紅外線，也是能被應(yīng)用于這項用途的。因為大部分情況下，被動式掃描法并不需要規(guī)格太特殊的硬件支持，這類被動式產(chǎn)品往往相當便宜。[
立體視覺法（stereoscopic）
傳統(tǒng)的立體成像系統(tǒng)使用兩個放在*起的攝影機，平行注視待重建之物體。此方法在概念上，類似人類借由雙眼感知的視頻相疊推算深度[1]（當然實際上人腦對深度信息的感知歷程復(fù)雜許多），若已知兩個攝影機的彼此間距與焦距長度，而截取的左右兩張圖片又能成功疊合，則深度信息可迅速推得。此法須仰賴有效的圖片像素匹配分析（correspondence analysis），*般使用區(qū)塊比對（block matching）或?qū)?幾何（epipolar geometry）算法達成。
使用兩個攝影機的立體視覺法又稱做雙眼視覺法（binocular），另有三眼視覺（trinocular）與其他使用更多攝影機的延伸方法。
色度成形法（shape from shading）
早期由b.k.p. horn等學(xué)者提出，使用視頻像素的亮度值代入預(yù)先設(shè)計之色度模型中求解，方程式之解即深度信息。由于方程組中的未知數(shù)多過限制條件，因此須借由更多假設(shè)條件縮小解集之范圍。例如加入表面可微分性質(zhì)（differentiability）、曲率限制（curvature constraint）、光滑程度（smoothness）以及更多限制來求得的解。此法之后由woodham派生出立體光學(xué)法。
立體光學(xué)法（photometric stereo）
為了彌補光度成形法中單張照片提供之信息不足，立體光學(xué)法采用*個相機拍攝多張照片，這些照片的拍攝角度是相同的，其中的差別是光線的照明條件。簡單的立體光學(xué)法使用三盞光源，從三個不同的方向照射待測物，每次*打開*盞光源。拍攝完成后再綜合三張照片并使用光學(xué)中的漫射（perfect diffusion）模型解出物體表面的梯度向量（gradients），經(jīng)過向量場的積分后即可得到三維模型。此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面（lambertian surface）的物體。
輪廓法
此類方法是使用*系列物體的輪廓線條構(gòu)成三維形體。當物體的部分表面無法在輪廓線上展現(xiàn)時，重建后將丟失三維信息。常見的方式是將待測物放置于電動轉(zhuǎn)盤上，每次旋轉(zhuǎn)*小角度后拍攝其視頻，再經(jīng)由視頻處理技巧去除背景并取出輪廓線條，搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。
用戶輔助
另外有些方法在重建過程中需要用戶提供信息，借助人類視覺系統(tǒng)之*性能，輔助完成重建程序。
這些方式都是基于照片攝影原理，針對同個物體拍攝視頻以推算三維信息。另*種類似的方式是全景重建（panoramic reconstruction），乃是在定點上拍攝四周視頻使之得以重建場景環(huán)境。