Спектра́льная ли́ния — узкий участок энергетического спектра, где интенсивность излучения усилена либо ослаблена по сравнению с соседними областями спектра. В первом случае линия называется эмиссионной линией, во втором — линией поглощения. Положение линии в электромагнитном спектре обычно задаётся длиной волны, частотой или энергией фотона. Кроме электромагнитного спектра, спектральные линии могут возникать в спектрах энергии частиц, в спектрах звуковых колебаний и вообще любых волновых процессов. Ниже, если нет специальных оговорок, имеются в виду электромагнитные спектры.
Фото́н — фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия. Это безмассовая частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. В физике фотоны обозначаются буквой γ.
Ла́зер, или опти́ческий ква́нтовый генера́тор — это устройство, преобразующее энергию накачки в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Инверсия электронных населённостей — одно из фундаментальных понятий физики и статистической механики, используемое для описания принципов функционирования лазеров.
Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением (от ~10 эВ до нескольких МэВ), что соответствует длинам волн от ~103 до ~10−2 Å (от ~102 до ~10−3 нм).
Люминесце́нция — нетепловое свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке.
Спектроскопи́я — раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения, которые возникают при переходах между энергетическими уровнями в атомах и молекулах, а также образованных из них макроскопических объектах. В более широком смысле в спектроскопии занимаются изучением спектров различных видов излучения.
Эффе́кт Мёссба́уэра или я́дерный га́мма-резона́нс — испускание или поглощение гамма-квантов атомными ядрами в твёрдом теле, не сопровождающееся изменением колебательной энергии тела, то есть испусканием или поглощением фононов.
Нелинейная оптика — раздел оптики, в котором исследуется совокупность оптических явлений, наблюдающихся при взаимодействии световых полей с веществом, у которого имеется нелинейная реакция вектора поляризованности 
на вектор напряжённости электрического поля 
световой волны. В большинстве веществ данная нелинейность наблюдается лишь при очень высоких интенсивностях света, достигаемых при помощи лазеров. Принято считать как взаимодействие, так и сам процесс линейными, если его вероятность пропорциональна первой степени интенсивности излучения. Если эта степень больше единицы, то как взаимодействие, так и процесс называются нелинейными. Таким образом возникли термины линейная и нелинейная оптика. В нелинейной оптике принцип суперпозиции не выполняется.
Лазер с ядерной накачкой — это лазерное устройство, возбуждение активной среды которого происходит за счёт ионизирующего излучения от ядерных реакций. Длина волны излучения такого устройства может быть от дальнего ИК-диапазона до рентгеновского. Одним из таких лазеров является рентгеновский лазер с ядерной накачкой, основная энергия лазерного излучения которого генерируется в рентгеновском диапазоне электромагнитного излучения. Существующие рентгеновские лазеры приводятся в действие различными способами, основными из которых являются ядерный либо термоядерный взрыв, инверсное излучение возбуждённых плазменных сред, излучение возбуждённых твердотельных сред либо синхротронное излучение пучка электронов при пролёте через область переменного магнитного поля (FEL-лазер).
Комбинационное рассеяние света — неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества, сопровождающееся заметным изменением частоты излучения. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае комбинационного рассеяния в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением вещества.
Межзвёздная среда (МЗС) — вещество и поля, заполняющие межзвёздное пространство внутри галактик. Состав: межзвёздный газ, пыль, межзвёздные электромагнитные поля, космические лучи, а также гипотетическая тёмная материя. Химический состав межзвёздной среды — продукт первичного нуклеосинтеза и ядерного синтеза в звёздах. На протяжении своей жизни звёзды испускают звёздный ветер, который возвращает в среду элементы из атмосферы звезды. А в конце жизни звезды с неё сбрасывается оболочка, обогащая межзвёздную среду продуктами ядерного синтеза.
Вы́нужденное излуче́ние, индуци́рованное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы между двумя состояниями под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого равна разности энергий этих состояний. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, поляризацию, а также направление распространения, что и индуцирующий фотон. Оба фотона являются когерентными.
Квантовая электроника — область физики, изучающая методы усиления и генерации электромагнитного излучения, основанные на использовании явления вынужденного излучения в неравновесных квантовых системах, а также свойства получаемых таким образом усилителей и генераторов и их применение в электронных приборах.
Сизи́фово охлажде́ние а́томов — механизм понижения температуры атомов с помощью лазерного света до температур ниже достижимых с помощью доплеровского охлаждения. Охлаждение является результатом взаимодействия атомов с градиентом поляризации, созданной двумя распространяющимися навстречу лазерными пучками с ортогональной линейной поляризацией. Атомы, летящие в направлении световой волны в результате спонтанного перехода с верхнего на нижний уровень «одетого» состояния теряют кинетическую энергию. В результате чего температура атомов снижается на два порядка в сравнении с температурой, получаемой доплеровским охлаждением.
Лазерное охлаждение относится к числу методов, в которых атомные и молекулярные образцы охлаждаются за счёт взаимодействия с одним или более полей лазерного излучения. Чаще всего под лазерным охлаждением подразумевают доплеровское охлаждение, так как до сих пор оно является наиболее распространённым методом лазерного охлаждения.
Многофото́нная иониза́ция — процесс ионизации атома, молекулы или иона в поле электромагнитной волны путём поглощения двух и более фотонов. Является частным случаем многофотонного поглощения.
Рамановская спектроскопия или спектроскопия комбинационного рассеяния — это спектроскопический метод исследования, используемый для определения колебательных мод молекул и вибрационных мод в твёрдых телах, который также служит для определения вращательных и других низкочастотных мод систем. Рамановская спектроскопия обычно используется в химии для получения структурных «отпечатков пальцев», по которым можно идентифицировать молекулы. Метод назван в честь индийского физика Ч. В. Рамана.
Накачка лазера — процесс перекачки энергии внешнего источника в рабочую среду лазера. Поглощённая энергия переводит атомы рабочей среды в возбуждённое состояние. Когда число атомов в возбуждённом состоянии превышает количество атомов в основном состоянии, возникает инверсия населённости. В этом состоянии начинает действовать механизм вынужденного излучения и происходит излучение лазера или же оптическое усиление. Мощность накачки должна превышать порог генерации лазера. Энергия накачки может предоставляться в виде света, электрического тока, энергии химической или ядерной реакций, тепловой или механической энергии.
Многофотонные процессы — процессы испускания или поглощения электромагнитного излучения атомами, молекулами или электронами, которые в результате всякого элементарного акта взаимодействия приобретают энергию за счёт одновременного поглощения нескольких фотонов. Согласно закону сохранения энергии, при многофотонном переходе между квантовыми состояниями, разность их энергий всегда равна суммарной энергии поглощённых фотонов. Вероятность многофотонных процессов понижается с ростом на единицу числа участвующих в них фотонов в 
раз, где 
- амплитуда напряжённости электрического поля излучения, 
- средняя напряжённость электрического поля внутри атома Поэтому многофотонные процессы с числом фотонов большим двух, проявляются заметным образом лишь в электромагнитных полях, создаваемых излучением лазеров, сравнимых по напряжённости с внутриатомными полями 
. Примерами многофотонных процессов являются: многофотонные переходы между квантовыми состояниями, многофотонная ионизация, многофотонный фотоэффект, комбинационное рассеяние. Многофотонные процессы используются в нелинейной спектроскопии, оптических преобразователях частоты, параметрических генераторах света.