Laserkylning använder laserns strålningstryck för att dämpa den termiska rörelsen hos de neutrala gasatomerna, vilket saktar ner atomhastigheten och sänker temperaturen.
I allmänhet är lasern måttligt inställd, och fotonen studsar efter att ha träffat atomen. Vid denna punkt tar lasern bort en del av energin, vilket sänker temperaturen. Det bör dock noteras att inte alla lasrar kan kylas, endast exakt tuning kan användas.
De två motförökningslasrarna används för att belysa de neutrala atomerna så att en laserstråle rör sig i samma riktning som den neutrala atomen, och den andra laserstrålen rör sig i motsatt riktning mot rörelseriktningen. Den totala effekten är att utsätta atomerna för resistens. Om tre eller sex ömsesidigt vinkelräta bakförökande laserstrålar används för att belysa de neutrala atomerna, kan de olika positionernas termiska rörelse bromsas och kylas ned.
Laserkylning eliminerar de primära och sekundära Doppler-förskjutningarna för att skapa en bättre frekvensreferens. Detta är viktigt för timing, precisionmätning och navigering. Fenomenet att använda en laserstråle med en fördelning (såsom en gaussisk fördelning) för att fånga de kylda neutrala partiklarna och flytta dem med strålens rörelse kallas den "optiska" effekten, såsom att använda ett "ljus" för att separera ett enda DNA. Räta ut molekylerna eller observera mikroorganismernas rörelse i "ljuset". Därför har "ljus" teknik viktiga tillämpningar på de tre nivåerna av biologiska celler, mitokondrier och kromosomer.
I Bose Einstein kondensat tillstånd, forskare använder lasrar för att kyla atomer, nå extremt låga temperaturer.