雷射器的工作原理主要基於受激輻射和光學諧振，其核心過程如下：
激發態的原子或離子在受到外部能量（如光或電子束）的激發後，躍遷到激發態。
當這些激發態的原子或離子回到基態時，它們會釋放出與激發源相同頻率的光子，這種現象稱為受激輻射。
雷射器中的光學諧振腔包含兩個高反射率的鏡子，其中一個鏡子對雷射的全反射，另一個鏡子部分透射，允許部分光通過。
在光學諧振腔內，這些釋放的光子（雷射）在鏡子間來回反射，並在每次反射時通過受激輻射過程獲得額外的相同光子，這個過程導致雷射的強度迅速增加。
最終，雷射通過輸出耦合器（即部分透射的鏡子）離開雷射器，形成高相乾性、高單色性和高度方向性的雷射光束。
此外，雷射器的調諧器用於調整雷射的波長和頻率，以滿足不同的套用需求。常見的調諧器包括晶格調諧器、機械調諧器和電光調諧器等。