物質(zhì)是由粒子(分子，原子，離子）組成，粒子處于不斷的運動狀態(tài)之中，并處于不同的能級上。粒子從不穩(wěn)定的高能級想低能級躍遷，向外發(fā)射出光子。
  基態(tài)是粒子能量級最穩(wěn)定的狀態(tài)，粒子總是試圖使自己的能量狀態(tài)處于低能級上，被激發(fā)的高能級上的粒子，力圖回到基態(tài)上去，與此同時釋放出激發(fā)時所吸收的能量。從高能級回到低能級去的過程稱為躍遷，躍遷時釋放的能量即為輻射。
  受激吸收：當(dāng)處于低能級上的粒子吸收一定頻率的外鏈光子能量時，粒子的能量增加，粒子從低能級跳躍到高能級，叫受激吸收。而外來光子能量被吸收后，光子能量減弱。粒子由低能量級向高能量級的遷移不是自發(fā)的，而是靠外來光子刺激或激發(fā)而進(jìn)行的。激發(fā)的方法很多，主要是給基態(tài)低能量激級粒子施加一定能量，例如光照、電子碰撞、分解或化合以及加熱等，基態(tài)粒子吸收能量后即被激發(fā)，如紅寶石激光器用脈沖氙燈照射方法施加光能紅寶石中鉻離子從低能級的基態(tài)激發(fā)到高能級級激發(fā)態(tài)上；氦-氖激光器通過電子與氦原子碰撞，是氦原子獲得能量通過獲得能量的氦原子碰撞氖原子，獲得能量的氖原子從基態(tài)激發(fā)到高能級上�；瘜W(xué)激光則是用分解和化合的方法做為激光能源。由于原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，在相同條件下，原子從基態(tài)被激光發(fā)到各個高能級去的可能性是不同的。粒子能吸收外來光子，與兩個能級的性質(zhì)和趨近與粒子的光子數(shù)的多少有關(guān)，而與方向、相位等因素?zé)o關(guān)。
 自發(fā)輻射：處于高能級的粒子很不穩(wěn)定，不能長時間停留。如氫原子，粒子在高能級停留時間只有10-8s，高能級粒子自發(fā)躍遷至低能級上，同時以光子形式放出能量。
  自發(fā)輻射過程不受外界因素影響，是原子內(nèi)部運動規(guī)律導(dǎo)致的躍遷，完全自發(fā)進(jìn)行。這樣產(chǎn)生的光沒有一定規(guī)律，相位和方向都不一致，不是單色光。日出生活中所看到的自然光、白熾燈、高壓汞燈和一些充有氣體的燈，它們發(fā)光都是自發(fā)輻射的過程，這些光是想各個方向傳播的。這種以光的形式將能量輻射出來，并自發(fā)從高能級向低能級的躍遷就是自發(fā)輻射。這種通過自發(fā)輻射躍遷產(chǎn)生的光，是非相干光。在躍遷過程中也會有一些不產(chǎn)生光輻射的躍遷，其主要以熱的運動形式釋放能量，即無輻射躍遷，自發(fā)輻射的特點是每一個粒子的躍遷都是自發(fā)地、相互獨立的進(jìn)行，彼此無聯(lián)系，產(chǎn)生的光子雜亂無章，無規(guī)律性。
  受激輻射：特點是本身不是自發(fā)躍遷，而是受外來光子的刺激所產(chǎn)生，因而粒子釋放出的光子和原來光子的頻率、方向、相位及偏振等完全一樣，無法區(qū)分出哪一個是原來的光子，哪一個是受激后產(chǎn)生的光子。受激輻射中由于光輻射的能量與光子數(shù)成正比例，因而在受輻射以后，光輻射能量增大了一倍。以波動觀點看，設(shè)外來光子為一種波，受激輻射產(chǎn)生的光子為另一種波，由于兩個波的相位、振動方向、傳播的方向及頻率一致，兩個波合在一起能量就增大一倍，即通過受激輻射光波被放大。外來光子量越多，受激發(fā)的粒子數(shù)越多，產(chǎn)生的光子越多，能量就越高。
  由上可知，受激輻射與受激吸收同時存在于光輻射與粒子體系上，是在同一整體中相互對立的兩個方面，它們發(fā)生的可能性是等同的，這兩個方面即受激輻射月吸收哪一個站主導(dǎo)地位，取決于粒子在兩個能級上的分布。激光器發(fā)出的激光就是受激輻射而實現(xiàn)的，激發(fā)態(tài)粒子數(shù)越多，越容易實現(xiàn)受激輻射。