Unter dem Begriff Laserspektroskopie werden verschiedene Verfahren der Spektroskopie zusammengefasst, in denen Laser zur Untersuchung von atomaren oder molekularen Spektren eingesetzt werden. Die Verfahren lassen sich dabei nach den von ihnen genutzten Lasern oder auch nach dem zu untersuchenden Gegenstand bzw. dem Einsatzgebiet einteilen.
Den meisten Verfahren ist gemeinsam, dass mit dem Laser ein Elektron der Elektronenhülle des zu untersuchenden Atoms oder Moleküls von einem unteren Energieniveau auf ein höheres Niveau angehoben wird, wobei die Energiedifferenz der beiden Niveaus gerade der Energie der Laserstrahlung (= Photonenenergie) entspricht. Dadurch wird ein Teil der Strahlung absorbiert. Wird diese Absorption mit einem Detektor gemessen, so wird dieser Vorgang Absorptionsspektroskopie genannt. Das angeregte Elektron des Atoms oder Moleküls fällt danach auf ein niedrigeres Energieniveau zurück, wobei in zufälliger Richtung Strahlung ausgesandt („emittiert“) wird. Die Detektion dieser Strahlung wird Emissionsspektroskopie genannt.