3D 四輪定位的工作原理是通過在車輛的四個輪輞上安裝目標反光板，滾動車輪，攝像機對反光板上的幾何圖形連續拍攝，計算機對圖形變化進行分析運算，得出車輪及底盤等的定位參數，然后在顯示屏顯示。這一過程主要運用了物理透視學基本原理與計算機信息處理技術。

新一代的 3D 四輪定位儀，相機像素大幅提升至 500 萬，圖像更清晰，單張可用于計算，還能剔除個別晃動、偏離正常軌道的點，大大提高測量精確度、重復性和成功率。

另外，相機內有幀緩存器，可完整傳送圖片至電腦且不會畸變。

3D 四輪定位儀精度高，能精準到 0.1mm/0.01°，還能測量諸如輪偏等距離參數，實現很多傳統儀器無法完成的功能，比如單輪定位、前束鎖定測量、空氣懸架車輛定位等。

操作簡便，測量不受平臺水平度和車身傾斜影響，僅推動汽車或滾動車輪就能完成測量，無需定期標定，可隨意挪動。同時，故障率極低，目標反光板無電子元器件、無需電池和數據傳輸，主體支架為金屬，橫梁多為鑄體，電腦為高端配置，性能穩定。

目前，3D 四輪定位儀在市場上越來越受歡迎，有取代傳統 CCD 和激光定位儀的趨勢。但國內的 3D 四輪定位儀技術與國外發達國家相比還存在差距，多數產品還處于第一代水平，需不斷技術發展和積累。