Das Prinzip ist einfach: Ein Laser erzeugt einen zeitlich sehr kurzen Puls, der dann durch das Teleskop auf einen Satelliten gelenkt wird. Der Satellit selbst oder ein Prisma am Satelliten reflektiert den Puls wieder zurück. Die Elektronik registriert die Ankunftszeit des Laserpulses und aus der Laufzeitdifferenz lässt sich dann die Entfernung zwischen Teleskop und Satelliten bestimmen. Das geschieht ca. 10-mal pro Sekunde mit einer Genauigkeit der Entfernungsmessung von unter einem Zentimeter. Diese Genauigkeit ist umso eindrücklicher, als insgesamt ca. 20 verschiedene Satelliten in Entfernungen bis zu 20'000 km beobachtet werden.

Mittlerweile können Beobachtungen auch am Tag durchgeführt werden, so dass der SLR-Betrieb praktisch 24 Stunden am Tage möglich ist. Der Nachteil der Lasertechnik gegenüber der GPS-Technik ist allerdings, dass bei Wolkenbedeckung keine Beobachtungen möglich sind. Die Website der Uni Bern gibt zum operationellen Betrieb und zu den Resultaten weitere Informationen.

Zimmerwald ist eine wichtige Station des Internationalen Laser Service ILRS. Nebenbei wird das gleiche Teleskop auch für optische Beobachtungen (z. B. automatische Detektion von Raumschrott) verwendet.

In Zimmerwald sind ein permanenter GPS- und zwei permanente GPS/GLONASS-Empfänger in Betrieb. Die Daten stehen international zur Verfügung. So wird die Station Zimmerwald als eine der wichtigsten Ankerstationen im Internationalen GPS Service (IGS) verwendet, um die globalen Bahnen der GPS/GLONASS-Satelliten zu berechnen.

In Zimmerwald wird in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich ein Erdgezeitengravimeter permanent betrieben, welches die täglichen Schwankungen der Schwerebeschleunigung automatisch misst und registriert. Zum Vergleich werden in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Metrologie (METAS) einmal jährlich absolute Schweremessungen mit einem hochgenauen FK5 Absolutgravimeter durchgeführt.

Sensoren für Druck, Temperatur und Feuchtigkeit liefern ebenfalls permanente Messdaten, welche für die atmosphärische Reduktion der geodätischen Messdaten gebraucht werden.