Ένα nanolaser έχει όλες τις τυπικές ιδιότητες ενός λέιζερ τυπικού μεγέθους, που σημαίνει ότι το φως ενισχύεται μέσω της διεγερμένης εκπομπής ακτινοβολίας. Η κύρια διαφορά με ένα nanolaser είναι η κλίμακα τόσο του μηχανισμού όσο και της δέσμης φωτός που εκπέμπεται. Το πρόθεμα «nano» προέρχεται από μια ελληνική λέξη που σημαίνει «νάνος». Κατά συνέπεια, ένα nanolaser είναι πολύ μικρότερο από ένα τυπικό λέιζερ, τόσο σε αποτύπωμα όσο και σε ακτίνα που εκπέμπεται. Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες νανοτεχνολογίες είναι συχνά δεκάδες ή εκατοντάδες φορές μικρότερες από τις παραδοσιακές τεχνολογίες.
Τα νανολέιζερ διαθέτουν την ικανότητα να συμπυκνώνουν ή να περιορίζουν τη δέσμη φωτός που εκπέμπεται πέρα από το όριο περίθλασης του φωτός. Ως επιστημονική έννοια, το όριο περίθλασης του φωτός αναφέρεται στην ικανότητα περιορισμού του φωτός. Κάποτε, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το φως θα μπορούσε να περιοριστεί το πολύ στο μισό του μήκους κύματός του. Τέτοια όρια θεωρήθηκαν το όριο περίθλασης του φωτός. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά λέιζερ, ωστόσο, τα νανολέιζερ είναι σε θέση να περιορίσουν μια δέσμη φωτός έως και 100 φορές μικρότερη από το μισό μήκος κύματος της.
Τα λέιζερ λειτουργούν μέσω μιας πολύπλοκης σχέσης μεταξύ ορατού φωτός, φωτονίων και μηκών κύματος. Οι οπτικοί συντονιστές, τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση της ανάδρασης σε ένα λέιζερ, χρειάζονται για τη δημιουργία της ταλάντωσης των φωτονίων που είναι απαραίτητη για να εκπέμπει φως το λέιζερ. Πριν από την ανάπτυξη των τεχνολογιών νανολέιζερ, το ελάχιστο μέγεθος συντονιστή πιστευόταν ότι ήταν το μισό του μήκους κύματος του φωτός λέιζερ. Χρησιμοποιώντας επιφανειακά πλασμόνια αντί για φωτόνια, οι προγραμματιστές μπόρεσαν να μειώσουν το μέγεθος του συντονιστή που απαιτείται για τα νανολέιζερ και έτσι να δημιουργήσουν τα μικρότερα λέιζερ στον κόσμο.
Το πρώτο λειτουργικό νανολέιζερ αναπτύχθηκε το 2003. Προτάσεις και προτάσεις για τεχνολογίες νανολέιζερ ξεκίνησαν στα τέλη της δεκαετίας του 1950, αν και τα αρχικά μικροσκοπικά λέιζερ πλασμονίου αποδείχθηκαν ανέφικτα. Από το 2003, πολυάριθμες εξελίξεις και βελτιώσεις στην τεχνολογία νανολέιζερ είχαν ως αποτέλεσμα τα μεγέθη να συρρικνώνονται συνεχώς. Από το 2011, το μικρότερο nanolaser ήταν γνωστό ως spaser, με το όνομα να είναι ένα αρκτικόλεξο για την «ενίσχυση επιφανειακού πλασμονίου με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας».
Οι εφαρμογές για αυτά τα μικροσκοπικά λέιζερ περιλαμβάνουν υπολογιστές, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ιατρικές εφαρμογές και μικροσκόπια, για να αναφέρουμε μόνο μερικά. Οι διαχωριστές, για παράδειγμα, έχουν την ικανότητα να γίνονται αρκετά μικροί ώστε να χωρούν μέσα σε ένα τσιπ υπολογιστή, επιτρέποντας την επεξεργασία πληροφοριών μέσω φωτός έναντι ηλεκτρονίων. Παρόμοιες νανοτεχνολογίες που χρησιμοποιούν λέιζερ ημιαγωγών, συλλογικά γνωστές ως βιοϊατρικές μικροσυσκευές, έχουν αναπτυχθεί. Αυτές οι βιοϊατρικές συσκευές νανολέιζερ επιτρέπουν στους επιστήμονες να διακρίνουν καρκινικά κύτταρα από υγιή κύτταρα χρησιμοποιώντας τη νανοτεχνολογία.