3D-skanneri mittaa ja kokoaa miljoonia pisteitä todellisen maailman esineeseen lyhyessä ajassa lähettämällä ja vastaanottamalla signaaleja. 3D-ohjelmisto kokoaa sitten nämä pisteet moniulotteiseksi kuvaksi. Kontakti, aktiivinen kontaktiton ja passiivinen ei-kontakti ovat tiedonkeruussa käytettyjä skannereita. Terveydenhuollon tarjoajat, historialliset toimistot ja tuotevalmistajat ovat joitakin teollisuudenaloja, jotka käyttävät 3D-skannereita. Yritykset kutsuvat 3D-skannereita myös 3D-digitalisoijiksi, laserskannereiksi, LiDAR-skannereiksi (light detection and rangering) ja valkovaloskannereiksi.
3D-skanneritekniikka alkaa lähettämällä valoa, säteilyä tai ultraäänisignaaleja, jotka kulkevat kohti arvioitavaa kohdetta. Nämä signaalit heijastuvat kohteesta ja kulkevat takaisin laitteen sisällä oleviin antureihin. Ohjelmisto vastaanottaa nämä tiedot mittauspisteinä ja määrittää etäisyyden ajasta, jolloin jokainen signaali lähtee skannerista, ottaa yhteyttä kohteeseen ja palaa antureille. Sitten ohjelma kokoaa nämä pisteet pistepilveksi tai verkoksi ja luo kolmiulotteisen kuvan uudelleen näytölle.
Kontakti 3D-skanneri vaatii kohteen sijoittamisen skannerin alustalle. Robottikäsivarsi liikkuu automaattisesti tai manuaalisesti, kosketa kohdetta useita kertoja ja kokoaa datapisteitä kohteen sijainnin ja robottikäsivarren eri asentojen perusteella. Ohjelmisto luo sitten kuvan uudelleen käyttämällä jokaista pistettä referenssinä. Aktiivinen kosketukseton skanneri lähettää signaaleja, jotka pomppaavat laitteen välittömässä läheisyydessä sijaitsevasta esineestä. Passiivinen kosketukseton skanneri havaitsee infrapuna- tai näkyvän valon muutokset kohteen ympärillä eri etäisyyksiltä kuvan luomiseksi.
Teollisuus käyttää näitä 3D-sovelluksia tietojen hankkimiseen prototyyppimallituotteista. Tietokoneavusteisen suunnittelun (CAD) avulla insinöörit tekevät muutoksia tai muutoksia alkuperäiseen suunnitteluun. Yritykset voivat skannata useita tuotteita, tarkastaa puutteita tai koota tietoja tietokantaan. Valmistajat voivat myös käyttää 3D-skannerista saatuja tietoja käänteissuunnitteluun, joka kytkee tiedot tietokoneohjattavaan koneeseen ja luo tietyn tuotteen 3D-spesifikaatioiden perusteella.
Arkeologit saattavat käyttää 3D-skanneria muinaisista esineistä kerätyn tiedon arkistointiin. Terveydenhuollon ammattilaisten yleisesti käyttämät kuvantamislaitteet, jotka tunnetaan nimellä tietokonetomografia (CT) ja magneettikuvaus (MRI), ovat myös 3D-skannaustekniikan tyyppejä. Näissä tapauksissa laite mittaa signaaleja, jotka kulkevat kehoon, resonoivat kehon kudoksista ja palaavat antureille luoden moniulotteisia kuvia sisäisistä rakenteista.