Активная среда лазера – это материал, который обеспечивает размер, концентрацию и форму луча, который также усиливается процессом стимулируемой эмиссии. Активная среда может иметь любое физическое состояние – газ, жидкость, твердое тело или плазма. Активная среда лазера поглощает энергию накачки. Заряженные частицы среды могут взаимодействовать со светом или абсорбирующими или испускающими фотонами. Эмиссия может быть самопроизвольной или быть простимулированной сторонними методами. В последнем случае фотон испускается в том же самом направлении, что и свет.
Когда число частиц в возбужденном состоянии превышает число частиц, находящихся в состоянии с более низкой энергетической составляющей, инверсия  лазера достигается стимулируемой эмиссии из-за проходящего через активную среду света. Как следствие, свет усиливается параллельно с усилением через оптический усилитель, который помещен в резонансной оптической впадине. Свет, произведенный стимулируемой эмиссией, подобен входному сигналу с точки зрения длины волны, фазы и поляризации. Фактически, таким образом, образуется лазер и позволяет ему поддерживать однородную поляризацию и часто моноцветность, установленную оптической конструкцией впадины лазера.
Оптический резонатор иногда упоминается как «оптическая впадина», но это не совсем верно с точки зрения конструкции лазера, поскольку лазерные установки используют открытые резонаторы в противоположность впадине, которая использовалась для микроволновых частот в квантовом генераторе. Резонатор, как правило, состоит из двух зеркал, расположенных в противоположных углах колбы активной среды, и между ними проходит последовательный пучок света. Каждый раз при стимулировании атома эмиссия возвращает его в стандартное состояние. Активная среда лазера усиливается любые фотоны, проходящие через нее, независимо от направления, но только фотоны, поддерживаемые резонатором, получат существенное увеличение.