固態物質中，允許大量電子自由自在地在它裏面流動的叫導體；只允許極少數電子通過的叫絕緣體；導電性低於導體又高於絕緣體的叫半導體。激光工作物質采用半導體的激光器叫半導體激光器。盡管半導體本身也是壹種固體，而且發光機理就本質上講與固體激光器沒有多大差別。但由於半導體物質結構不同，產生激光的受激輻射躍遷的高能級和低能級分別是“導帶”和“價帶”，輻射是電子與“空穴”復合的結果，具有其特殊性，所以沒有將它列入固體激光器。
半導體激光工作物質有幾十種，較為成熟的是砷化鎵（GaAs）、摻鋁砷化鎵等。激勵方式有光泵浦、電子轟擊、電註入式等。
半導體激光器體積小、重量輕、壽命長、結構簡單，因此，特別適於在飛機、軍艦、車輛和宇宙飛船上使用。有些半導體激光器可以通過外加的電場、磁場、溫度、壓力等改變激光的波長，即所謂的調諧，可以很方便地對輸出光束進行調制；半導體激光器的波長範圍為0.32～34微米，較寬廣。它能將電能直接轉換為激光能，效率已達10％以上。所有這些都使它受到重視，所以發展迅速，目前已廣泛應用於激光通信、測距、雷達、模擬、警戒、引燃引爆和自動控制等方面。
半導體激光器最大的缺點是：激光性能受溫度影響大，比如砷化鎵激光，當溫度從絕對溫度77°K變到室溫時，激光波長從0.84變到0.91微米。另外，效率雖高，但因體積小，總功率並不高，室溫下連續輸出不過幾十毫瓦，脈沖輸出只有幾瓦到幾十瓦。光束的發散角，壹般在幾度到20度之間，所以在方向性、單色性和相幹性等方面較差。