地形跟随和地形回避雷达的工作原理与普通的脉冲雷达(见脉冲多普勒雷达)大致相同，区别只是功能不同，组成有些差异。测量精度和分辨率比一般雷达高。这类雷达多采用单脉冲技术，有的采用脉冲多普勒体制或相控阵技术。用地形跟随雷达飞行时，天线波束以一定的俯角照射飞机前方的地面或在一定的俯角内扫描，随时将测出的距离与规定的参考距离作比较，产生一个要求的俯仰变化率信号。同时由无线电高度表测出飞机对地面的相对高度，并与规定的安全相对高度相比较，产生另一个要求的俯仰变化率信号。从这两个俯仰变化率中选取一个对飞行较安全的变化率，再与陀螺测定的飞机实际俯仰变化率作比较，其差值信号就是飞机爬高飞行或下降飞行的修正值。
地形回避雷达比地形跟随雷达简单。驾驶员可以选择与飞机有一定高度间隔的安全飞行平面，雷达天线保持一固定的俯仰角，左右扫描，测出高于安全飞行平面地物的高度，驾驶员操纵飞机作横向机动，绕过地形障碍。雷达提供的地物回避指令信号也可输给自动驾驶仪，使飞机自动避开障碍物。
为了确保低空飞行的安全，这两种雷达都备有自检报警系统并采用余度技术，一部雷达出现故障时，立即自动转换另一部接替。