雷射天體測距法是利用雷射技術測量天體距離的方法。出現於60年代雷射技術問世之後。目前僅限於測定月球和人造天體的距離。基本原理是將雷射發生器產生的雷射光束通過望遠鏡發射到天體上，然後用望遠鏡接收由天體反射回來的雷射回波，並用計數器測出雷射束往返的時間間隔t，便可算出天體距離S，顯然S=1/2tc，其中c為光速。
所用儀器稱雷射測距儀，它包括：①雷射器。目前僅採用固體脈衝雷射器，如紅寶石雷射器、釔鋁石榴石雷射器等。脈衝功率高達千兆瓦，脈衝寬度為2～4毫微秒。②發射光學系統。通過望遠鏡對發射雷射束進行準直，使其以很窄的發散角集中射向天體。③接收光學系統。可與發射使用同一架望遠鏡，口徑通常大於1米。④跟蹤機架和控制系統。機架多用地平式裝置;控制系統用電子計算機。⑤光電檢測器。用以檢測自後向反射器反射回來的光子，通常用能快速回響的光電倍增管。⑥時間間隔記數器。其精度可達0.1毫微秒左右。⑦數據記錄系統。由於月球和人造天體都可安裝後向反射器，可使反射的雷射訊號沿原發射方向返回地面站，回波強度大增，使測距精度大大提高。目前用雷射測定月球和人造衛星的測距精度已達8厘米左右，幾年內可望達到2～3厘米。另外，由於大氣折射對雷射測距的影響甚小，在地面高度10°以上時，大氣改正誤差小於1厘米，大大勝過經典測距法，是一種很有前途的測距方法。
