激光器于1960年问世，1962年美国Jarrell-Ash公司的F.布雷克^[注]等第一次报道了利用红宝石激光器作光源进行物质的显微光谱分析。1963年Jarrell-Ash公司生产了第一台激光显微分析商品仪器，取名为激光显微探针。1964年，民主德国Zeiss厂研制成功。此后，激光显微分析技术开始迅猛发展。

激光显微光谱分析的基本原理是用一个特制的物镜把激光束聚焦到试样的微区分析部位上，使微克量级的物质原子化，形成微等离子体。如果激光功率足够大，等离子体便同时激发发光。如果功率不够大，可通过一个火花放电间隙而激发发光。发出的光引入光谱仪进行发射光谱分析。　　

激光显微光谱仪主要由激光器、显微镜和摄谱仪三部分组成。分析时，用显微镜对准所要分析的部位（如矿物小颗粒），再用激光和辅助电极对样品进行蒸发和激发。所发射的光谱，用摄谱仪摄谱。激光显微分析需要的试样少（可少至1微克），破坏样品的面积也很小，绝对灵敏度又很高（10^-12～10^-10克）。

激光显微光谱技术可以进行定性、半定量以及定量分析。激光显微分析技术已被广泛应用于矿物、地质、冶金、化学、电子器件、陶瓷、建筑材料、生物、医药、环境保护、考古、刑事鉴定等各个方面。其他激光相关技术，如共聚焦激光扫描显微技术、激光显微拉曼光谱分析技术、激光诱导击穿光谱技术等，也已广泛运用于各行业，随着激光技术的进步，激光显微分析技术会更好地为人类的生活服务。