LIDAR (Light Detection and Ranging) -tekniikkaa ja -käsittelyä käytetään monenlaisissa tutkimuksissa ja käytännön sovelluksissa. LIDAR -käsittelystä on tullut yhä tärkeämpi työkalu geologiassa, maantieteessä, maanmittauksessa, maataloudessa ja metsätaloudessa, koska se pystyy mittaamaan mittoja, etäisyyksiä, tekstuureja ja monia muita kohdeaiheita. Ilmastotieteet, arkeologia, seismologia ja geomatiikka riippuvat myös tiedoista, jotka on kerätty käyttämällä LIDAR -käsittelyä tutkimukseen, kun taas fysiikka ja tähtitiede hyötyvät LIDARin kyvystä luoda erittäin tarkkoja karttoja.
Ilmatieteen tutkijat ottivat sen varhain käyttöön, ja LIDAR -käsittely oli yksi lasertekniikan ensimmäisistä käyttötarkoituksista. LIDAR -tekniikka on edelleen kriittisen tärkeä työkalu ilmakehän ja pilvien koostumuksen tutkimisessa. Kasvavaan huoleen kasvihuonekaasuista ja muista ilmakehässä olevista aerosoleista LIDAR -prosessin avulla tutkijat voivat määrittää tarkasti, kuinka paljon hiilidioksidia, otsonia ja muita aineita on ilmakehässä. Esimerkiksi Doppler LIDAR -järjestelmää käytettiin vuoden 2008 kesäolympialaisissa tuulikenttien mittaamiseen purjehdustapahtumien aikana.
Maatieteissä LIDAR -prosessointi mahdollistaa pimeiden topografisten yksityiskohtien havaitsemisen, kuten maan kohoamisen tiheän kasvillisuuden alapuolella. Toistuvat LIDAR -tutkimukset tietyistä paikoista ovat johtaneet parempaan ymmärrykseen geologisista ja kemiallisista voimista, jotka aiheuttavat muutoksia maan pinnalla. Paperitavarat ja ilma-aluksen LIDAR-järjestelmät tuottavat korkean resoluution karttoja, jotka tarjoavat hydrologille uutta tietoa maanalaisen veden liikkeestä.
Lentokonepohjaisia LIDAR-järjestelmiä, joita käytetään yhdessä GPS-paikannusjärjestelmän (Global Positioning System) kanssa, käytetään maankuoren vikojen vianmääritykseen ja tektonisen aktiivisuuden aiheuttamien uhausten mittaamiseen. Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto (NASA) käyttää satelliittipohjaista ICESat-järjestelmää, joka valvoo jäätiköiden kasvua ja kutistumista. NASA käyttää myös Airborne Topographic Mapper -laitetta, jota käytetään sekä jäätiköiden toiminnan että rannikkojen topografian muutosten seurantaan. Jälkimmäisestä toiminnasta on tullut yhä tärkeämpi katastrofien arvioinnissa. Samaa tekniikkaa käytetään maaperätutkimuksissa, joissa hyödynnetään LIDARin kykyä tarjota erittäin yksityiskohtaisia malleja tutkittavasta maastosta.
Viittaamalla kuun pinnalle asetettuun heijastinryhmään, LIDARia käytetään sen sijainnin seuraamiseen ennennäkemättömällä tarkkuudella. Heijastimet tarjoavat tutkijafyysikoille myös keinoja suorittaa suhteellisuusteoriakokeita. Ilmakehäfyysikot käyttävät LIDAR -laitteita aineiden, kuten hapen, natriumin ja typen, pitoisuuden mittaamiseen ilmakehän keskellä ja yläosassa. Mars on kartoitettu laajasti ja lumen esiintyminen sen pinnalla on vahvistettu LIDAR -kartoituksella.