Lazer uyarılmış emisyon kuantum optik bağlamında anlaşılmak istendiğinde, önce Einstein'ın 1917'de önerdiği üç temel radyasyon prosesini kavramak gerekir: spontan emisyon, uyarılmış absorpsiyon ve uyarılmış emisyon. Lazer'ı sıradan bir ışık kaynağından ayıran şey, bu üçüncü prosesin baskın hale getirilmesidir. Spontan emisyon, uyarılmış haldeki bir atomun rastgele bir yöne foton yayarak temel hale dönmesidir; bu foton kaynaktaki diğer fotonlarla faz veya yön tutarlılığı taşımaz. Uyarılmış emisyon ise farklıdır: gelen bir foton, aynı enerjide uyarılmış bir atomla etkileşime girdiğinde atom ikinci bir foton yayar. Bu ikinci foton, gelen fotonla aynı enerji, faz, polarizasyon ve yayılma yönüne sahiptir. Lazer uyarılmış emisyon kuantum optik temelinde işte bu koheransın biriktirilmesi söz konusudur. Bununla birlikte uyarılmış emisyon tek başına lazer ışığı üretmek için yeterli değildir. İki enerji seviyeli bir sistemde termal denge koşullarında daha yüksek enerji düzeyinde daha az atom bulunur, Boltzmann dağılımı gereği. Bu durumda gelen foton uyarılmış emisyon yerine büyük olasılıkla absorbe edilir. Bu sorunu çözmek için popülasyon inversiyon (population inversion) zorunludur: uyarılmış düzeyde temel düzeyden daha fazla atom olmalıdır. Popülasyon inversiyonu iki enerji seviyeli sistemde termodinamik olarak mümkün değildir; bu yüzden lazerler en az üç enerji düzeyine sahip ortamlar üzerinde çalışır. Lazer uyarılmış emisyon kuantum optik sisteminde kazanç ortamı, pompalama kaynağı ve optik rezonatör birbirini tamamlayan üç unsuru oluşturur. Optik rezonatör, karşılıklı iki ayna, fotonların kazanç ortamında tekrar tekrar geçmesini sağlar; her geçişte uyarılmış emisyon yoluyla yeni fotonlar eklenir. Bir ayna kısmi geçirgen yapılarak lazer ışığının dışarı çıkması sağlanır. Kuantum optik perspektifinden, lazer ışığının koheransı iki ayrı boyutta değerlendirilir. Birinci dereceden koherans, temporal koherans, foton dalgalarının faz tutarlılığıyla ilgilidir ve lazer çizgi genişliğiyle ters orantılıdır. İkinci dereceden koherans, intensity korelasyonu, ise Hanbury Brown-Twiss deneyi ile ölçülebilen foton gruplandırma özelliğiyle ilgilidir. Lazer ışığı bu ölçütte Poisson dağılımı sergiler ve foton tabancası (photon gun) ile termal ışık arasında bir konumda bulunur. Bu nüanslar, lazer uyarılmış emisyon kuantum optik araştırmalarının hâlâ aktif kaldığı alanlardır.