Eine echte 3D-Vermessung wird durch Stereobildverarbeitung mit mindestens zwei Kameras aus unterschiedlichen Blickwinkeln und/oder dem Einsatz aktiver Beleuchtungen oder Lasertriangulation möglich. Aus den bekannten Abständen und Betrachtungswinkeln der Kameras oder mit Hilfe von aufgebrachten Marken kann das System anschließend einen dreidimensionalen Koordinaten-Datensatz erzeugen.
Beim Messvorgang wird das Objekt vor dem Sensor platziert, dieser nimmt es Schritt für Schritt von allen Seiten auf. Software transformiert dann alle Einzelmessungen automatisch in ein gemeinsames Koordinatensystem, daraus ergibt sich dann eine vollständige 3D-Punktewolke der Objektoberfläche. Die so gewonnenen Daten ermöglichen Soll-Ist-Vergleiche der Objektgeometrie oder die Prüfung von Form und Lage.