光二极管不同的是，激光二极管内有两个互相平行的光学反射面（也即镜子）形成光学共振腔。构成这两反射面的只须平滑的半导体表面（利用不同介质有不同的折射率来形成全反射），由于半导体有整齐的晶体结构，所以很容易造出光滑同平行的表面，而半导体的高折射率亦很易形成全内反射。光学共振器使得半导体内产生的光在两平行的晶体表面间反复来回而激发更多光子，当反复来回下激光的增益大过耗损时，稳定的激光束便从二极管射出。因为激光的波长只有与两晶体面间距离能谐振才会产生激光，产生相干的光子。