Letalski LIDAR je uporaba svetlobe laserja, nameščenega v letalu, za zaznavanje ali merjenje predmetov. LIDAR je akronim za zaznavanje in določanje razdalje svetlobe, tehnologijo za zaznavanje, ki oddaja žarke fotonov z valovnimi dolžinami v ultravijoličnem, infrardečem ali vidnem svetlobnem območju elektromagnetnega spektra. Ko fotoni zadenejo in se odbijejo od predmeta, LIDAR zazna razpršeno svetlobo in jo interpretira, da zagotovi informacije o cilju. LIDAR je zelo podoben radarju, ki uporablja radijske valove na enak način kot LIDAR svetlobo, vendar je LIDAR lahko veliko bolj natančen, ker uporablja elektromagnetno sevanje z veliko krajšimi valovnimi dolžinami. Letalski LIDAR se uporablja za namene, kot sta kartiranje in geodetsko raziskovanje, na znanstvenih področjih, kot sta biologija in geologija, ter v vojaški opremi za odkrivanje.
Najpogostejša uporaba LIDAR-ja v zraku je preučevanje in merjenje topografije ali površinskih značilnosti Zemlje. Naprava LIDAR, nameščena na letalu, lahko skenira tla spodaj z večjo natančnostjo in ločljivostjo kot običajna zračna fotografija, kar ji omogoča zaznavanje in merjenje celo zelo majhnih ali subtilnih značilnosti terena. Sistem globalnega pozicioniranja, satelitski navigacijski sistem, se uporablja za natančno spremljanje poteka časa in gibanja letala med letenjem, da se ustvari zapis o tem, kje je bil sistem LIDAR v vsakem trenutku raziskave. To omogoča raziskavam LIDAR v zraku za izdelavo izjemno natančnih in podrobnih topografskih zemljevidov. LIDAR lahko prodre tudi v vegetacijo, kot so krošnje dreves, in tako lahko natančno preslika teren, ki je zaradi gozdov ali džungle zakrit pred običajnim opazovanjem iz zraka.
Velika natančnost, ki jo omogoča zračni LIDAR, pomeni, da lahko ponavljajoče raziskave sčasoma zaznajo zelo majhne spremembe. Zaradi tega je uporaben pri preučevanju naravnih pojavov, kot so premikanje ledenikov in geološki prelomi, ki se pojavljajo izjemno počasi v tisoče ali milijone let in zato zahtevajo zelo natančne meritve za odkrivanje in merjenje. Prikazuje lahko tudi postopne spremembe v pokrajini, ki jih povzročajo naravne sile, kot sta veter in vodna erozija. Zračno LIDAR geodetsko raziskovanje se uporablja tudi v kmetijstvu, saj zagotavlja informacije o sestavi tal, topografiji in vzorcih erozije. Prav tako lahko meri drevesa in vegetacijo, zaradi česar je uporaben za gospodarjenje z gozdovi.
Letalski LIDAR je dodatno v pomoč pri preučevanju podvodnih območij. Izvaja se v batimetriji, merjenju morskega dna in jezerskega dna, za kartiranje plitvih območij, kot so obale in reke. To omogoča hitrejše natančno raziskovanje območja, kot bi ga lahko naredili s sonarjem, ki ga prevažajo ladje. Uporaben je tudi za preučevanje zelo plitvih ali nevarnih območij, kjer je prevoz ladje nepraktičen ali nevaren, ter za preučevanje okoljsko občutljivih območij brez poseganja v lokalno ekologijo. V vojaških aplikacijah lahko sistemi LIDAR, ki jih prenašajo helikopterji, zaznajo pomorske mine.