Лазеры используются в космических исследованиях для различных целей, например:

• Лазерная локация. 3 В сторону объекта направляется мощный луч лазера, он отражается от поверхности и возвращается на Землю. 3 По времени прохождения светового пучка определяется расстояние до спутника. 3
• Адаптивная оптика. 12 Лазеры создают искусственную звезду («путеводную звезду»), которая становится относительно стабильной точкой в космосе. 1 Это позволяет добавить резкости дальним объектам при их рассмотрении через телескоп. 1
• Анализ атмосферы. 1 Оснащённые лазерами спутники получают данные о содержании углекислого газа, испарений воды и других частиц в воздухе. 1
• Спектральный анализ поверхности планет. 1 Например, инфракрасный диодный лазер используется на марсоходе «Кьюриосити». 1
• Ориентация в пространстве. 1 Лазеры обеспечивают точное расположение частей и компонентов во время производства космических кораблей, а также располагаются на борту корабля для отслеживания расположения компонентов или лабораторных инструментов во время миссии. 1
• Передача данных. 24 Лазерные системы могут обеспечить большую пропускную способность при меньшем энергопотреблении, габаритных размерах и массе приёмопередающей аппаратуры, чем системы радиосвязи. 2