Les lasers à électrons libres, ou FEL, génèrent un rayonnement cohérent de forte puissance, largement réglable, qui s'étend actuellement de la longueur d'onde allant des micro-ondes au rayonnement térahertz en passant par l'infrarouge dans le spectre visible, jusqu'aux rayons X faibles. Ils ont la plus large gamme de fréquences de tous les types de laser. Alors que les faisceaux FEL partagent les mêmes caractéristiques optiques que les autres lasers, tels que le rayonnement cohérent, le fonctionnement du FEL est très différent. Contrairement aux lasers à gaz, liquides ou à semi-conducteurs, qui reposent sur des états atomiques ou moléculaires liés, les FEL utilisent un faisceau d'électrons relativistes comme milieu d'attaque, d'où le terme d'électrons libres.
