Laser se z astronomii a geodézii začal využívat velmi brzy po vynalezení laseru. Začal se využívat jako radar, přičemž se využívá především k měření vzdáleností.
Hlavním podnětem pro to byla téměř nulová rozbíhavost laseru s možností velmi krátkých impulsů. Pulzními lasery se měří vzdálenosti objektů na základě odrazu světla od předmětu a jeho času návratu při rychlosti světla tzn. doba mezi vysláním paprsku laseru a jeho návratem je přímo úměrná vzdálenosti předmětu od laseru.
Pro dokonalejší odraz laserového paprsku se používají tzv. "koutové odražeče", které jsou umístěny na měřeném předmětu (pozemní objekt, družice, Měsíc) a které odráží laserový paprsek tam, odkud přišel, tedy zpět.
Přesnost vyplývá z délky vyslaného laserového impulzu, z možností změření času letu daného impulzu, z matematických modelů šíření paprsku atmosférou, tvarem předmětu a typem odražeče. Přesnost dosahuje desítek cm při měření vzdálenějších pozemních objektů bez odražeče, až po několik mm při měření objektů s odražkem.
Laser se v geofyzice používá k měření pohybu kontinentů, nebo v seismologii k měření zemětřesení.
K těmto měřením se používají pevnolátkové lasery. Původní rubínový laser s impulsem desítek nanosekund (10-9s) byl nahrazen Nd:YAG laserem s impulsem o délce desítek pikosekund (10-12s). Ten už má však taky náhradu a to titan-safírový laser s délkou impulsu několika femtosekund (10-15s).
Zjednodušený nákres principu "laserového děla"
zesilování světla stimulovanou emisí záření
nastává při dopadu na nepropustnou vrstvu jejichž nerovnosti na povrchu jsou řádově menší než vlnová délka dopadajícího světla. Úhel odrazu se vždy rovná úhlu dopadu
