Tyto skenery snímají skenovaný objekt z několika úhlů pomocí optického zařízení. Při každém natočení, které se provede buď ručně, nebo pomocí polohovacího zařízení (krokový motorek řízený počítačem), se objekt v podstatě vyfotí a data se odešlou do počítače. Po získání snímků ze všech úhlů pohledu se data zpracují a digitalizovaný model se vytvoří metodou aproximace. Většina skenerů umožňuje vytvářet počítačové modely využitím sejmutých bodů, polygonů, křivek typu spline nebo jiných standardních geometrických entit.
Před vlastním skenováním je vhodné na tělese vyznačit několik orientačních bodů pro přesnější ,,slepování" obrázků v 3D těleso. Používají se tzv. centrovací terčíky, které se umístí na skenovaném objektu - jejich počet může být i několik tisíc. Součástí snímků bodů musí být i kalibrační tyč, položená vedle měřeného předmětu.
Optický skener se dá kromě klasického 3D skenování (vytvoření celého objektu) použít jako souřadnicové měřicí zařízení, které najde uplatnění zejména při výrobě strojírenských součástí.