Akcja laserowa może mieć miejsce tylko wtedy, gdy atomy substancji roboczej lasera posiadają co najmniej dwa poziomy wzbudzenia. Wyższy z poziomów (E3) musi być poziomem, na którym elektrony przebywają znacznie krócej, niż na drugim z poziomów (E2) – tzw. poziomie metastabilnym.
Jeżeli do substancji spełniającej te warunki zostanie dostarczona energia, która spowoduje przejście elektronów do poziomu krótko żyjącego, to na skutek emisji spontanicznej pojawi się nadmiar elektronów w stanie metastabilnym.
Opisany proces prowadzi do tzw. inwersji obsadzeń i nazywa się pompowaniem lasera.
Inwersja obsadzeń ma miejsce wówczas, gdy w stanie metastabilnym znajduje się więcej elektronów, niż w stanie podstawowym (E1).
Rys. Schemat powstawania akcji laserowej.
Gdy do substancji roboczej lasera, będącej w stanie inwersji obsadzeń, zostanie dostarczony foton o energii równej różnicy energii stanu metastabilnego i stanu podstawowego, to wymusi on emisję kolejnego, identycznego fotonu. Nowopowstały foton wymusza emisję promieniowania w kolejnym atomie, co prowadzi do lawinowego procesu powstawania identycznych cząsteczek światła. Jest to tzw. akcja laserowa.