激光捕获原子主要利用电偶极矩力来实现。原子在电磁场中会被感应产生一个电偶极矩。电磁场作用在原子上的力就是电磁场作用在这个感生电偶极矩上的力。光波频率稍低于原子的合适跃迁的共振频率时（红失谐），电偶极矩力把原子拉向光强较强的区域；光波频率稍高于原子的合适跃迁的共振频率时（蓝失谐），电偶极矩力将原子推向光强较弱的区域。若采用一束聚焦高斯光束捕获原子，必须将光波的频率调在略低于共振频率处，这时电偶极矩力将原子拉向光束的焦点；若采用中空光束捕获原子，则必须将光波频率调在略高于共振频率处，这时电偶极矩力将原子拉向光束的轴线。这种捕获方式又称光阱，但是它的势垒很低，能够捕获的原子必须处于温度在微开（uK）量级的原子。为了捕获温度更高的原子，如温度在毫开（mK）量级的原子，可以采用磁光阱的方法，其原理是利用三束不同圆偏振方向的激光与一对反亥姆赫兹线圈构成囚禁原子的力，形成在磁场中心零点处受力为零，偏离零点后大小与距离成正比、方向指向零点的偶极力，由此捕获原子。

激光捕获原子现在已经成为一种标准技术，它广泛运用在原子喷泉钟、光钟、原子干涉仪、原子陀螺仪等高精密测量设备中。