雷射二極體發出可見雷射
一般雷射二極體的基本結構與發光二極體相同，是以半導體造成的p-n接面，當電子受到外來電場（激發來源，pumping source）的牽引下從較高能級的n區域進入低能級的p區域時，受激電子藏有的能量便釋放出來。由於選用的半導體做成的p-n接面的能帶隙是直接能隙，所以能量釋放的形式是光子（光線）而不是熱。

與發光二極體不同的是，雷射二極體內有兩個互相平行的光學反射面（也即鏡子）形成光學共振腔。構成這兩反射面的只須平滑的半導體表面（利用不同介質有不同的折射率來形成全反射），由於半導體有整齊的晶體結構，所以很容易造出光滑同平行的表面，而半導體的高折射率亦很易形成全內反射。光學共振器使得半導體內產生的光在兩平行的晶體表面間反復來回而激發更多光子，當反復來回下雷射的增益大過耗損時，穩定的雷射束便從二極體射出。因為雷射的波長只有與兩晶體面間距離能諧振才會產生雷射，產生相干的光子。