在激光物理學的范疇內，激光增益介質是一種能夠放大光功率（通常以光束的形式）的介質。在激光器中需要這樣的增益介質來補償諧振器的損耗，它也稱為有源激光介質，與無源光學元件相反，不提供放大功能。它也可用于光放大器中，術語增益指放大的量。
當增益介質向放大的光增加能量時，它自身必須通過泵浦過程接收一些能量，這通常會涉及電流（電泵浦）或一些光輸入（光泵浦），通常波長小于 信號波長。
激光增益介質的類型
有多種非常不同的增益介質； 其中最常見的是：
- 一些直接帶隙半導體，例如GaAs, AlGaAs, InGaAs，它們通常是由電流泵浦，以量子阱的形式（參閱半導體激光器）。
- 激光晶體或者玻璃，例如Nd:YAG（摻釹釔鋁石榴石），Yb:YAG（摻鐿YAG），Yb：玻璃，Er:YAG（摻鉺YAG），或者鈦藍寶石，以固體片狀形式或者光學玻璃光纖（光纖激光器，光纖放大器）。這些晶體或者玻璃摻雜了一些激光活性離子（大多數情況下為三價稀土元素離子，有時為過渡金屬離子），并且用光波泵浦。采用這些介質的激光器通常被稱為摻雜絕緣子激光器。
- 陶瓷增益介質，通常也摻雜稀土元素離子。
- 在染料激光器中采用激光染料，通常是液體溶液。
- 氣體激光器是采用一些氣體或者氣體混合物，通常采用放電器泵浦（如CO2激光器和受激準分子激光器）。
- 一些特殊的增益介質，如化學增益介質（將化學能轉化成光能），核能泵浦介質，還有自由電子激光器中的波蕩器（將快電子束中的能量轉移到光束中）。
相比于大多數的晶體材料，離子摻雜的玻璃具有更大的放大帶寬，允許較大的波長調諧范圍和超短脈沖的產生。缺點是較差的熱性能（限制了可實現的輸出功率）和較低的激光器橫截面，導致較高的閾值泵浦功率和（對于被動鎖模激光器）Q 開關不穩定性的趨勢更強。
晶體、陶瓷和玻璃的摻雜濃度通常需要經過仔細調配。在短波長處存在強泵浦吸收的情況下需要摻雜濃度比較高，但是這也會引起與淬滅過程相關的能量損耗，例如由于激光活性離子團簇引起的上轉換過程和能量轉移到缺陷。
重要的物理效應
大多數情況下，放大過程的物理基礎為受激輻射，也就是入射的光子引發更多的光子輻射，這是激發的激光活性離子先躍遷一個稍低能量的激發態。四能級增益介質和三能級增益介質的過程是有差別的。
一個不太常用的放大過程是受激拉曼散射，涉及將一些高能泵浦光子轉換為低能級的光子和聲子（與晶格振動相關）。如果入射光功率很高，增益介質達到增益飽和后，增益會降低。也就是說，在有限的泵浦功率時，放大器無法將任意多的功率增加到入射光束中。在激光放大器中，飽和與受激發射引起的上激光能級的粒子數減少有關。
增益介質中存在熱效應，由于一部分泵浦光功率被轉化成熱量。由此產生的溫度梯度和隨后的機械應力會導致熱透鏡效應，使放大的光束變形，也會出現去極化損失。熱效應可以破壞激光器的光束質量，降低其效率，有時甚至破壞增益介質（熱斷裂）。
相關物理特性
- 增益介質的多種物理特性可能與激光器的使用有關，主要包括：
- 在需要波長區域的激光躍遷過程，最好峰值增益發生在此區域；
- 在工作波長區域基質介質具有高度的透明度（低折射率）；
- 好的泵浦光源，實現高效的泵浦吸收；
- 合適的上能級壽命，在調Q開關應用時要足夠長，需要對功率進行很快調制時需要足夠短；
- 高的量子效率，由低淬滅效應，激發態吸收等獲得，但也可能通過足夠強的有益效應，如某些多聲子轉換或能量轉移獲得；
- 理想的四能級系統，因為準三能級行為引入一些其它額外的約束條件；
- 堅固耐用，使用壽命長，化學穩定性好
- 對于固態增益介質：基地介質需要具有好的光學質量，可以切割或者拋光的很高質量（合適的硬度），允許摻雜高濃度的激光活性離子而不會形成團簇，化學穩定性好，好的熱傳導性和低熱光系數（高功率工作時弱的熱棱鏡效應），抗機械應力，光學各向同性通常需要，但有時雙折射（減小熱去極化效應）和與偏振相關的增益也會需要（參閱激光輻射的偏振）
- 高增益時的低泵浦功率閾值：輻射截面與上能級壽命的乘積比較大；
- 對泵浦光源的光束質量要求低：高的泵浦吸收是需要的；
- 波長調諧：需要大的增益帶寬；
- 超短脈沖產生：增益譜寬并且平坦；合適的色散和非線性；
- 無需調Q穩定性的無源鎖模激光器：足夠大的激光截面；
- 高能脈沖放大（正反饋放大器）：高的光學損傷閾值和不太高的飽和對增益的影響。
注意在有些情況下需要一些相互沖突的要求。例如，非常低的量子缺陷是與四能級系統不符合的。大的增益帶寬對應的激光截面與理想狀況下相比較小，并且這樣量子缺陷不會很小。固態增益介質中的無序性提高了增益帶寬，但是同時也降低了熱傳導性。短的泵浦吸收長度是有利的，但是這會加劇熱效應。
不同的情況下對增益介質的要求不同。因此，很多增益介質對于應用還是非常重要，在優化激光器的設計時選擇合適的增益介質是非常必要的。