A laser szó - mint az közismert - az angol Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation= LASER kifejezésből ered, amelynek jelentése magyarul: fényerősítés indukált sugáremisszió útján. A laserjelenség megértéséhez a fény egyes fontos tulajdonságainak, valamint viselkedésének ismerete szükséges. Itt csak röviden tekintjük át a legfontosabb fizikai kérdéseket.

A fénysugárzás elektromágneses energia áramlása. Az energiaáramlás egyik jellemzője a sugárzás intenzitása. A fény hullámjelenség, hullámfüggvénnyel írhatjuk le. A hullámok jellemezhetők a terjedés irányai felől a hullámhosszal, ( vagy a frekvenciával), az amplitúdóval valamint a fázissal és a fázissebességgel valamint a polarizációs állapottal.

Polarizált fény jellemzője, hogy az elektromos illetve mágneses térerősség iránya állandó, a fénysugár terjedésére merőleges. A fény kettős természetű, hullámtermészetét bizonyítja az interferencia, elhajlás, polarizáció, míg részecske természetét a fényelektromos jelenségek, szóródás. Az adott energiájú, nulla tömegű és adott impulzusú korpuszkulák a fotonok, melyekhez egyben határozott frekvencia és hullámhossz rendelhető.

Az atomok alapállapota stabilis. Ha gerjesztett állapotba kerülnek, onnan a magasabb energiaszíntről az alacsonyabbra történő elektronátmenettel -melyet fotonkibocsátás kísér- , vagyis spontán emisszióval, jutnak vissza az alapállapotba. A fényabszorpció révén pedig az anyag atomjai vagy molekulái alapállapotból gerjesztett állapotba kerülnek, az úton, hogy külső foton befogása útján elektronja egy magasabb energiaszíntre kerül. Indukált emisszió jelenségéről akkor beszélünk, ha egy gerjesztett állapotban levő atom egy kívülről érkező megfelelő energiájú foton elnyelésére két azonos energiájú, fázisú, irányú foton kibocsátásával reagál. A hagyományos fényforrások fénykibocsátása spontán emisszióval zajlik /így a fény rendezetlen, inkoherens/ , míg az indukált fényemisszió során - amilyen a laser is - a fényforrás fotonjai egy irányban haladnak /párhuzamos fénynyaláb/, egyforma kvantum energiájúak /monokromatikus/, azonos fázisban haladnak /koherens fénynyaláb/.

A laser olyan különleges fényforrás, melyben "fényerősítés indukált sugáremisszió útján" játszódik le. A laserek három alapvető részből állnak : laseranyag, optikai rezonátor és energiaforrás. A laseranyag halmazállapota lehet gáz, folyadék, vagy szilárd, mindig tartalmaz nagyszámú olyan atomot, iont vagy molekulát amelynek energianívó rendszerében metastabil nívó is van, tehát a laseraktív anyagban létrehozható a populációinverzió.

Az optikai rezonátor egy olyan optikai tér melynek két végén tükör helyezkedik el, közöttük a laseraktív anyag. A tükrök merőlegesen állnak az optikai tér tengelyére, távolságuk a laserfény hullámhossz felének egész számú többszöröse. Az egyik tükör teljesen visszaverő, a másik részben áteresztő, ezen át lép ki a laserfény. A tükör pár ebben a felállításban optikai rezonátor.

A laseranyagot energiaközléssel lehet gerjeszteni, a jelenséget energiapumpálásnak, vagy röviden pumpálásnak is nevezik. Az energiaközlésnek több módja használatos, a gázlaserekben általában elektromos kisülés, a rubinlaserben xenon villanócső a forrás, de számos további lehetőség is létezik.
A laserfényt nagyfokú rendezettsége, szabályossága különbözteti meg alapvetően a hagyományos fényforrások fényétől. Jellemzői: monokromatikus, hullámhossza típusonként változó, erősen kötegelt, kismértékben divergál, enormis intenzitás érhető el, nagyfokú temporalis és spaciális koherencia vagyis időbeni és térbeni rendezettség, erős elektromágneses teret hoz létre.

Az anyag a sugár egy részét abszorbeálja, más részét visszaveri, ez egyrészt a hullámhossz függvénye másrészt az anyag tulajdonságaitól függ. Így a szükséges paraméterek ismeretében meg lehet tervezni például az élő szövetekben a laserrel történő kezelés mélységét egyszerű számítási műveletek elvégzésével.

A fény anyaggal való találkozásakor azzal kölcsönhatásba lép, melynek eredménye lehet visszaverődés, elnyelődés vagy áthaladás, illetve ezek kombinációja. A fényenergia viselkedését az anyag határfelületén mind a fénysugár tulajdonságai /elsősorban a hullámhossztól valamint az intenzitástól függően, valamint a beesés szögétől/ és az anyag tulajdonságai / abszorpciós jellemzői, felületi tulajdonságai stb./ határozzák meg. A fény közegen való áthaladásakor a sugárzási intenzitás gyengülését az exponenciális abszorpciótörvény irja le. A közegből kilépő /áthaladt/ fény intenzitását a közegbe belépő fény intenzitásának, a közeg rétegvastagságának és abszorpciós koefficiensének szorzata adja meg. Jellemző adat még az abszorpciós együttható helyett használható un. felezési rétegvastagság is.