Một máy đo trần mây sử dụng tia laser, bao gồm một laser thẳng đứng và một máy thu ở chung một vị trí. Một xung laser có thời lượng theo thứ tự nano tính theo giây được gửi qua khí quyển. Khi chùm tia đi qua bầu khí quyển, các phân tử nhỏ của ánh sáng bị tán xạ bởi các aerosols. Nói chung, kích thước của các hạt có kích thước tương tự như bước sóng của laser. Tình huống này dẫn đến Mie được tán xạ. Một thành phần nhỏ của ánh sáng tán xạ này được định hướng trở lại lidar. Thời gian của tín hiệu thu được có thể được chuyển thành phạm vi không gian, z, bằng cách sử dụng tốc độ ánh sáng. Nó có công thức sau:

d i s t a n c e = c δ t 2 {\displaystyle distance={\frac {c\delta t}{2}}}