量子级联激光器是发光机制异于传统半导体激光器的新型激光器。传统半导体激光器是利用电子从导带到价带的复合跃迁发光，其发光波长一般为半导体材料的带隙。量子级联激光器在结构上是重复的多量子阱，它利用电子在一维量子化的导带——子带——间的跃迁来实现发光。由于各子带间的能量距离可以通过改变量子阱的厚度实现人为的剪裁，其波长可以覆盖3μm~30μm的中红外区域，以及30μm以上的远红外区域甚至太赫兹波段。
量子级联激光器目前技术比较成熟的是中红外波段，已能够实现室温连续工作，并将逐渐主宰此波段的市场。其主要的应用是大气环境检测，如 SOx , NxOx , CO, CO2 , CH4 , NH4 ,从而有广阔的前景。
量子级联激光器当前热门的研究领域是太赫兹波段。这个波段介于红外和微波之间，有许多卓越的应用，例如太赫兹波能够穿透非金属材料，从而为安检、医学成像提供了新的手段。
