В електронно-оптичних тахеометри відстані вимірюються по різниці фаз променя, що випускається і відбитого (фазовий метод), а іноді (у деяких сучасних моделях) – за часом проходження променя лазера до відбивача і назад (імпульсний метод).
За допомогою світлового чи лазерного променя тахеометр визначає відстань до об'єкту. Для цього може використовуватися як спеціальний відбивач (якраз та тростина, з якою ходить геодезист), так і сам об'єкт. Вимірюване відстань при цьому може досягати 5 км у відбивному режимі та 1,5 км у безвідбивному.
Тахеометр використовується для визначення координат та висот точок місцевості при топографічній зйомці місцевості, при розбивочних роботах, виносі на місцевість висот та координат проектних точок в основному непрямими методами вимірювань прямі та зворотні засічки, тригонометричним нівелюванням і т.д.
Перші тахеометри Перші прилади з'явились у 70-х роках. XX ст. і нагадували сучасні тахеометри лише віддалено. Для вимірювань використовувалися напівелектронні прилади, що представляють теодоліт зі світлодіодом.