Υπάρχουν τρεις τύποι λέιζερ: στερεάς κατάστασης, αέριο και υγρό. Ενώ όλα λειτουργούν σύμφωνα με τις ίδιες γενικές αρχές, διαφοροποιούνται με βάση το μέσο που χρησιμοποιούν για να δημιουργήσουν τη δράση λέιζερ.
Στα λέιζερ στερεάς κατάστασης, ένα ηλεκτρικό ρεύμα αντλεί ηλεκτρόνια στο μέσο λέιζερ – συνήθως σε ημιαγωγό – διεγερτικά ηλεκτρόνια που είναι στερεωμένα στο μέσο. Οδηγημένα σε καταστάσεις υψηλότερης ενέργειας, μια κατάσταση γνωστή ως αντιστροφή πληθυσμού, τα διεγερμένα ηλεκτρόνια διασπώνται γρήγορα ξανά σε καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας, απελευθερώνοντας την περίσσεια ενέργειας ως φωτόνια. Τα προσεκτικά τοποθετημένα κάτοπτρα αναπηδούν φωτόνια χτυπώντας τα σε γωνίες 90 μοιρών εμπρός και πίσω, διεγείροντας με τη σειρά τους άλλα διεγερμένα ηλεκτρόνια να εκπέμπουν φωτόνια με ίδια μήκη κύματος, διευθύνσεις διάδοσης και πολώσεις. Αυτή είναι μια διαδικασία που ονομάζεται ενίσχυση. Επειδή τα κάτοπτρα έχουν άνιση ανακλαστικότητα, τα φωτόνια μπορούν τελικά να διαφύγουν και η έξοδος τους αποτελεί τη δράση του λέιζερ.
Τα πρώτα λέιζερ στερεάς κατάστασης που βασίζονται σε ημιαγωγούς κατασκευάστηκαν το 1963. Πριν από αυτό, και ξεκινώντας με το πρώτο λέιζερ που κατασκευάστηκε ποτέ το 1958, τα λέιζερ στερεάς κατάστασης βασίζονταν σε μονωτικά, συνήθως χρησιμοποιώντας ένα γυαλί ή κρυστάλλινο μέσο όπως το ρουμπίνι που αντλούνταν από άλλο πηγή φωτός χωρίς λέιζερ για την επίτευξη αντιστροφής πληθυσμού. Καθώς η τεχνολογία αναπτύχθηκε, τα λέιζερ χρησιμοποιήθηκαν για την άντληση άλλων λέιζερ. Τα λέιζερ στερεάς κατάστασης έχουν ποικίλες ιατρικές και βιομηχανικές εφαρμογές.
Τα λέιζερ αερίου εμφανίστηκαν για πρώτη φορά το 1960. Αρχικά, χρησιμοποιούσαν ένα μείγμα ηλίου και νέον ως μέσο, με το διοξείδιο του άνθρακα να έρχεται αργότερα. Και στις δύο περιπτώσεις, ένα ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης, υψηλής συχνότητας δημιουργεί ηλεκτρική εκκένωση σε ένα σωλήνα που περιέχει το αέριο, οδηγώντας σε αναστροφή πληθυσμού. Τα λέιζερ αερίου μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν πιο ισχυρά και πτητικά μέσα όπως το υδρογόνο και το φθόριο –και τα δύο βρίσκονται συνήθως στα καύσιμα πυραύλων– όπου η καύση των αερίων λειτουργεί ως αντλία. Τα λέιζερ αερίου είναι γενικά τα πιο ισχυρά λέιζερ και αναφέρονται συχνά σε σχέση με δονκιχωτικές στρατιωτικές εφαρμογές, γνωστό και ως «ακτίνες θανάτου».
Τα υγρά λέιζερ χρησιμοποιούν έγχρωμες ενώσεις που μεταφέρονται από έναν διαλύτη, οι οποίοι στη συνέχεια αντλούνται μέσω άλλων πηγών φωτός μέχρι το σημείο όπου τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ευρύ φάσμα υλικών, όπως χαλκό, χρώμιο, βαφές, μεταλλικά άλατα ή ακόμα και ζελέ. Με μια ελεγχόμενη ροή ρευστού που περνά πάνω από την αντλία, τα υγρά λέιζερ σταθεροποιούνται πιο εύκολα από άλλους τύπους λέιζερ, καθιστώντας τα χρήσιμα στον διαχωρισμό ισοτόπων, τη μέτρηση και την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.