Teknologi dan pemrosesan LIDAR (Light Detection and Ranging) digunakan dalam berbagai penelitian dan aplikasi praktis. Dengan kemampuannya untuk mengukur dimensi, jarak, tekstur, dan banyak aspek lain dari subjek yang ditargetkan, pemrosesan LIDAR telah menjadi alat yang semakin penting dalam geologi, geografi, survei, pertanian, dan kehutanan. Ilmu atmosfer, arkeologi, seismologi, dan geomatika juga bergantung pada data yang dikumpulkan menggunakan pemrosesan LIDAR untuk penelitian, sementara fisika dan astronomi mendapat manfaat dari kemampuan LIDAR untuk membuat peta yang sangat presisi.
Dengan adopsi awal oleh para ilmuwan atmosfer, pemrosesan LIDAR menandai salah satu penggunaan pertama teknologi laser. Teknologi LIDAR terus menjadi alat yang sangat penting dalam mempelajari komposisi atmosfer dan awan. Dengan meningkatnya perhatian terhadap gas rumah kaca dan zat aerosol lainnya di atmosfer, pemrosesan LIDAR memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan secara tepat berapa banyak karbon dioksida, ozon, dan zat lain yang ada di atmosfer. Misalnya, sistem LIDAR Doppler digunakan di Olimpiade Musim Panas 2008 untuk pengukuran medan angin selama acara berperahu pesiar.
Dalam ilmu bumi, pemrosesan LIDAR memungkinkan pendeteksian detail topografi yang tidak jelas, seperti ketinggian tanah di bawah vegetasi yang lebat. Survei LIDAR berulang di lokasi tertentu telah menghasilkan pemahaman yang lebih baik tentang kekuatan geologis dan kimia yang menghasilkan perubahan di permukaan bumi. Peta resolusi tinggi yang dihasilkan melalui alat tulis dan sistem LIDAR udara menawarkan ahli hidrologi wawasan baru tentang pergerakan air bawah tanah.
Sistem LIDAR berbasis pesawat yang digunakan bersama dengan Global Positioning System (GPS) digunakan untuk membelotkan patahan di kerak bumi dan mengukur gaya dorong ke atas yang disebabkan oleh aktivitas tektonik. Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) mengoperasikan sistem berbasis satelit yang disebut ICESat yang memantau pertumbuhan dan penyusutan gletser. NASA juga mengoperasikan Airborne Topographic Mapper yang digunakan untuk memantau aktivitas gletser dan perubahan topografi pesisir. Fungsi terakhir menjadi semakin penting dalam penilaian bencana. Teknologi yang sama ini digunakan dalam studi tanah yang memanfaatkan kemampuan LIDAR untuk menyediakan model yang sangat rinci dari medan yang dipelajari.
Mengacu pada sekelompok reflektor yang ditempatkan di permukaan bulan, LIDAR digunakan untuk melacak posisinya dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Reflektor juga menawarkan fisikawan penelitian sarana untuk melakukan eksperimen dalam relativitas umum. Fisikawan atmosfer menggunakan instrumen LIDAR untuk mengukur konsentrasi zat seperti oksigen, natrium, dan nitrogen di atmosfer tengah dan atas. Mars telah dipetakan secara ekstensif dan keberadaan salju di permukaannya telah dikonfirmasi dengan pemetaan LIDAR.