飞秒激光是持续时间为飞秒或更小量级的超短电磁脉冲。这种脉冲通常被称为超快脉冲，它具有宽带光谱，并且可以由锁模振荡器产生。飞秒激光脉冲的瞬时功率非常高，具有精确的靶向聚焦定位特性，这些特点使它逐渐在微纳加工领域得到应用。

飞秒激光脉冲是通过飞秒激光器产生的。飞秒激光器通常可以分为体激光器、光纤激光器、染料激光器、半导体激光器以及其他类型的激光器(如色心激光器和自由电子激光器)。由飞秒激光器产生的脉冲大多不能直接使用，需要经过后续的啁啾脉冲放大( Chirped Pulse Amplification) 、频率变化、相位匹配、压缩整形后才能使用。

利用飞秒激光技术的研究领域主要涉及个方面:一方面，由于飞秒激光具有超高的频率，它可以被应用到一些超快的瞬态过程的研究中，如飞秒时间分辨光谱数、飞秒化学、飞秒生物学等; 另一方面，由于飞秒激光可以提供高达10(20)W/cm2的聚焦强度、10(12)bar( 1 bar= 10(5)Pa)的光压、10(21)g的加速度及10(9)Gs(1Gs=10(-4) T)的磁场，它也成为一种提供极端实验条件的手段，出现在高次谐波、激光等离子体、激光核聚变/裂变等强场物理的研究中。

例如，Ahmed H.Zewail因利用超快激光观测到了NaI的光离解过程而在1999 年获得了诺贝尔化学奖。利用飞秒激光轰击带有金箔的铀矿，轰击金馆产生的高能电子(大于100MeV)使得U发生核裂变，得到Kr、Ba和正电子，这是人类发现的第一个光诱导核裂变反应，也是第一个在光驱动下产生反物质的例子。

飞秒激光也可以应用于先进的微纳结构的加工工艺中，利用飞秒双光子聚合可以制备三维数据存储器件、光子晶体、亚微米/微米器件和一些特殊形状的光波导器件。已经有人利用这种技术制作出纳米尺度的弹簧结构，这成果曾发表在2001年的《自然》杂志上。

随着科技的发展，对频率更高、能量更大的飞秒激光的需求日渐紧迫，获得更短的脉冲方法也被陆续提出，如双波长同步技术、相干与干涉技术、高次谐波叠加技术等。