Die LIDAR (Light Detection and Ranging)-Technologie und -Verarbeitung wird in einer Vielzahl von Forschungs- und Praxisanwendungen eingesetzt. Mit seiner Fähigkeit, Abmessungen, Entfernungen, Texturen und viele andere Aspekte von Zielobjekten zu messen, ist die LIDAR-Verarbeitung zu einem immer wichtigeren Werkzeug in der Geologie, Geographie, Vermessung, Land- und Forstwirtschaft geworden. Atmosphärenwissenschaften, Archäologie, Seismologie und Geomatik hängen ebenfalls von Daten ab, die mit der LIDAR-Verarbeitung für die Forschung gesammelt werden, während Physik und Astronomie von der Fähigkeit von LIDAR profitieren, hochpräzise Karten zu erstellen.
Mit seiner frühen Einführung durch Atmosphärenforscher markierte die LIDAR-Verarbeitung eine der ersten Anwendungen der Lasertechnologie. Die LIDAR-Technologie ist weiterhin ein äußerst wichtiges Werkzeug bei der Untersuchung der Zusammensetzung der Atmosphäre und der Wolken. Angesichts der zunehmenden Besorgnis über Treibhausgase und andere Aerosolsubstanzen in der Atmosphäre ermöglicht die LIDAR-Verarbeitung Wissenschaftlern, genau zu bestimmen, wie viel Kohlendioxid, Ozon und andere Substanzen in der Atmosphäre vorhanden sind. So wurde beispielsweise bei den Olympischen Sommerspielen 2008 ein Doppler-LIDAR-System zur Messung von Windfeldern bei Segelsportveranstaltungen eingesetzt.
In den Geowissenschaften ermöglicht die LIDAR-Verarbeitung die Erkennung von verdeckten topografischen Details, wie z. B. Landhöhen unter dichter Vegetation. Wiederholte LIDAR-Untersuchungen an bestimmten Orten haben zu einem besseren Verständnis der geologischen und chemischen Kräfte geführt, die zu Veränderungen auf der Erdoberfläche führen. Hochauflösende Karten, die über stationäre und luftgestützte LIDAR-Systeme generiert werden, bieten Hydrologen neue Einblicke in die unterirdische Wasserbewegung.
Flugzeugbasierte LIDAR-Systeme, die in Verbindung mit dem Global Positioning System (GPS) verwendet werden, werden verwendet, um Fehler in der Erdkruste zu beheben und die durch tektonische Aktivität verursachten Auftriebe zu messen. Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) betreibt ein satellitengestütztes System namens ICESat, das das Wachstum und die Schrumpfung von Gletschern überwacht. Die NASA betreibt auch den Airborne Topographic Mapper, mit dem sowohl die Gletscheraktivität als auch die Veränderungen der Küstentopografie überwacht werden. Letztere Funktion hat in der Katastrophenbeurteilung zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dieselben Technologien werden bei Bodenuntersuchungen eingesetzt, die sich die Fähigkeit von LIDAR zunutze machen, hochdetaillierte Modelle des untersuchten Geländes bereitzustellen.
LIDAR referenziert eine Gruppe von Reflektoren auf der Mondoberfläche und wird verwendet, um seine Position mit beispielloser Genauigkeit zu verfolgen. Die Reflektoren bieten auch forschenden Physikern die Möglichkeit, Experimente zur Allgemeinen Relativitätstheorie durchzuführen. Atmosphärenphysiker verwenden LIDAR-Instrumente, um die Konzentration von Substanzen wie Sauerstoff, Natrium und Stickstoff in der mittleren und oberen Atmosphäre zu messen. Der Mars wurde umfassend kartiert und das Vorhandensein von Schnee auf seiner Oberfläche wurde mit LIDAR-Kartierungen bestätigt.