吸收光譜

　　激光用于吸收光譜，可取代普通光源，省去單色器或分光裝置。激光的強度高，足以抑制檢測器的噪聲干擾，激光的準直性有利于采用往復式光路設計，以增加光束通過樣品池的次數。所有這些特點均可提高光譜儀的檢測靈敏度。除去通過測量光束經過樣品池后的衰減率的方法對樣品中待測成分進行分析外，由于激光與基質作用后產生的熱效應或電離效應也較易檢測到，以此為基礎發展而成的光聲光譜分析技術和激光誘導熒光光譜分析技術已獲得應用。利用激光誘導熒光、光致電離和分子束光譜技術的配合，已能有選擇地檢測出單個原子的存在。

熒光光譜

　　高強度激光能夠使吸收物種中相當數量的分子提升到激發量子態。因此極大地提高了熒光光譜的靈敏度。以激光為光源的熒光光譜適用于超低濃度樣品的檢測，例如用氮分子激光泵浦的可調染料激光器對熒光素鈉的單脈沖檢測限已達到10-10摩爾/升，比用普通光源得到的最高靈敏度提高了一個數量級。

拉曼光譜

激光使拉曼光譜獲得了新生，因為激光的高強度極大地提高了包含雙光子過程的拉曼光譜的靈敏度 、分辨率和實用性。為了進一步提高拉曼散射的強度，最近又研究出兩種新技術，即共振拉曼光譜法和相關反斯托克斯拉曼光譜法(CARS)，使靈敏度得到更大的提高，但尚未成為常規的分析方法。

高分辨激光光譜

　　激光對高分辨光譜的發展起很大作用，是研究原子、分子和離子結構的有力工具，可用來研究譜線的精細和超精細分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加寬、碰撞位移等效應。

時間分辨激光光譜

　　能輸出脈沖持續時間短至納秒或皮秒的高強度脈沖激光器，是研究光與物質相互作用時瞬態過程的有力工具，例如，測定激發態壽命以及研究氣 、液、固相中原子、分子和離子的弛豫過程。