Sebuah laser umumnya memancarkan cahaya melalui jenis amplifikasi. Foton atom dapat dimanipulasi untuk memusatkan energi cahaya ke area kecil, atau mengarahkannya ke jarak yang jauh. Metode di mana energi diarahkan ke berkas cahaya untuk memperkuatnya disebut pemompaan, dan pompa laser biasanya merangsang partikel ke tingkat energi yang lebih tinggi. Setiap negara bagian sering disebut sebagai tingkat; laser tiga tingkat, misalnya, dapat mengarahkan cahaya dalam tiga tahap berbeda sebelum dipancarkan. Konfigurasi seperti itu sering digunakan untuk memastikan bahwa balok berada pada tingkat daya yang diinginkan.
Energi yang digunakan dalam laser biasanya menggairahkan partikel foton, tetapi juga dapat memiliki reaksi yang berlawanan. Dalam laser tiga tingkat, cahaya dipindahkan dari keadaan istirahat ke tingkat energi tinggi; pada tahap kedua energi ini meluruh, namun tidak ada partikel yang dipancarkan sebagai radiasi. Umumnya, tidak lebih dari setengah partikel memiliki energi yang cukup dalam proses ini. Insinyur telah merancang sistem yang dapat membuat mereka menjadi lebih energik daripada yang diperlukan. Tahap terakhir adalah aktivasi sinar laser, dan penurunan cepat energi partikel biasanya terjadi saat partikel dipancarkan.
Setelah balok ditembakkan, maka tingkat energi biasanya menurun ke keadaan terendah. Oleh karena itu, keadaan dasar dari laser tiga tingkat disebut tingkat laser yang lebih rendah, atau E1, yang juga biasanya merupakan keadaan sistem setelah emisi terjadi. Energi sering diarahkan ke tingkat E3 langsung dari E1, sedangkan tingkat laser atas, yang disebut E2, biasanya terjadi tepat sebelum sinar diaktifkan.
Penggunaan hanya setengah dari elektron umumnya membutuhkan lebih banyak daya yang ditambahkan ke laser tiga tingkat. Sebagian besar transisi energi ke keadaan yang lebih rendah tanpa memancarkan cahaya atau radiasi lainnya, yang umumnya dimungkinkan oleh pengangkutan energi oleh partikel yang disebut foton kisi. Oleh karena itu, jenis laser ini biasanya tidak seefisien beberapa jenis laser lainnya.
Keadaan energi pada setiap tingkat berlangsung selama sepersekian detik, meskipun ada keuntungan dan kerugian substansial yang dapat terjadi. Fenomena lain yang sering terjadi pada laser tiga tingkat adalah inversi populasi, di mana jumlah partikel dalam keadaan energi yang lebih tinggi lebih besar daripada yang berada di keadaan lebih rendah. Amplifikasi cahaya biasanya hasilnya. Namun, keadaan energi ini dicapai hanya dalam sebagian partikel dalam jenis laser ini, sehingga efisiensi energi terkadang perlu diperhatikan.