Podstawowe zasady działania dalmierzy można podzielić na trzy kategorie:
1. Dalmierz laserowy
Dalmierz laserowy to przyrząd, który dokładnie mierzy odległość do celu za pomocą lasera. Dalmierz laserowy podczas pracy emituje w kierunku celu bardzo cienką wiązkę lasera, a element fotoelektryczny odbiera odbitą wiązkę lasera od celu. Timer mierzy czas od emisji do odbioru wiązki lasera i oblicza odległość od obserwatora do celu.
Dalmierze laserowe to obecnie najpowszechniej stosowane dalmierze, które można podzielić na ręczne dalmierze laserowe (mierzące odległości 0-300 metrów) i teleskopowe dalmierze laserowe (mierzące odległości 500-3000 metrów).
2. Dalmierz ultradźwiękowy
Dalmierze ultradźwiękowe mierzą charakterystykę fal ultradźwiękowych odbitych od przeszkód. Nadajnik ultradźwiękowy emituje fale ultradźwiękowe w określonym kierunku i jednocześnie rozpoczyna odmierzanie czasu. Fale ultradźwiękowe rozchodzą się w powietrzu i natychmiast powracają w przypadku napotkania przeszkód. Odbiornik ultradźwiękowy natychmiast przerywa i zatrzymuje odmierzanie czasu po odebraniu fal odbitych. Detekując w sposób ciągły echo odbite od przeszkód po emisji fali, mierzona jest różnica czasu T pomiędzy emisją fal ultradźwiękowych a odbiorem echa, a następnie obliczana jest odległość L.
Dalmierze ultradźwiękowe, ze względu na znaczny wpływ otaczającego środowiska na ultradźwięki, charakteryzują się z reguły krótszymi odległościami pomiarowymi i mniejszą dokładnością pomiaru. Obecnie zakres zastosowań nie jest zbyt szeroki, ale cena jest stosunkowo niska, zwykle około kilkuset juanów.
3. Dalmierz na podczerwień
Przyrząd wykorzystujący modulowane światło podczerwone do precyzyjnego określania odległości, o zasięgu pomiarowym wynoszącym zazwyczaj 1-5 kilometrów. Wykorzystywana jest zasada niedyfuzji podczas propagacji podczerwieni: ponieważ promienie podczerwone mają niski współczynnik załamania światła podczas przechodzenia przez inne substancje, dalmierze dalekobieżne będą uwzględniać promienie podczerwone, a propagacja promieni podczerwonych wymaga czasu. Gdy promienie podczerwone są emitowane przez dalmierz, są one odbijane i odbierane przez dalmierz, a następnie odległość można obliczyć na podstawie czasu od emisji do odbioru promieni podczerwonych oraz prędkości propagacji promieni podczerwonych
Zalety dalmierzy na podczerwień są tanie, łatwe w produkcji i wygodne, a wadami są niska dokładność, bliski zasięg i słaba kierunkowość.
