激光断面仪的测量原理为极坐标法。以某物理方向(如水平方向)为起算方向，按一定间距(角度或距离)依次测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线交点之间的矢径(距离)及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可得到实际开挖的轮廓线。通过洞内的施工控制导线可以获得断面仪的定点定向数据，在计算软件的帮助下，自动完成实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线之间的三维匹配，最后输出图形，并可输出各测点与相应设计开挖轮廓线之间的超欠挖值(距离、面积)。如果沿隧道轴向按一定间隔测量多个检测断面，还可得出实际开挖方量、超挖方量、欠挖方量。用断面仪测量实际开挖轮廓线的优点在于不需要合作目标(反射棱镜)。用断面仪测量开挖轮廓线，断面仪可以放置在隧道内的任意位置，扫描断面的过程(测量记录)可以自动完成。所测的每点均由断面仪发出的一束十分醒目的单色可见红色激光指示，而且可以由人工随时加以干预。如果在断面仪自动扫描断面的测量过程中，发现轮廓线上的某特征点漏测了，还可以随时用断面仪配置的手持式控制器发出一个停止命令，然后用控制键操作断面仪测距头返回欲测的特征点，完成该点的测量后继续扫描下去。除此之外，在自动测量过程中，测点的间距还可以根据断面轮廓线的实际凸凹形状，随时动态地加以修正。如果事先在控制器中输入了设计断面形状、隧道轴线、平面、纵面设计参数(可以在室内输入)以及断面仪实测时的定向参数(实测时输入)，则完成某一开挖断面的实际测量后，可立即在控制器的屏幕上显示实际轮廓线与设计轮廓线的图形。