实现激光波长调谐的原理大致有三种。大多数可调谐激光器都使用具有宽的荧光谱线的工作物质。构成激光器的谐振腔只在很窄的波长范围内才有很低的损耗。因此，第一种是通过某些元件(如光栅)改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长。第二种是通过改变某些外界参数(如磁场、温度等)使激光跃迁的能级移动。第三种是利用非线性效应实现波长的变换和调谐(见非线性光学、受激喇曼散射、光二倍频，光参量振荡)。属于第一种调谐方式的典型激光器有染料激光器、金绿宝石激光器、色心激光器、可调谐高压气体激光器和可调谐准分子激光器。
