Penyejukan laser merujuk kepada beberapa teknik di mana sampel atom dan molekul disejukkan kepada hampir sifar mutlak melalui interaksi dengan satu atau lebih medan laser. Semua teknik penyejukan laser bergantung kepada fakta bahawa apabila sesuatu objek (biasanya atom) menyerap dan mengeluarkan semula-satu foton (partikel cahaya) momentumnya berubah. Suhu bagi gumpalan zarah adalah lebih besar bagi variasi lebih besar dalam agihan halaju zarah. Teknik penyejukan laser menggabungkan spektroskopi atom dengan kesan mekanikal yang dinyatakan di atas pada cahaya untuk memampatkan agihan halaju bagi ensembel zarah, dengan itu menyejukkan zarah.Contoh pertama penyejukan laser, dan juga masih kaedah yang paling biasa (sehinggakan ia masih sering disebut hanya sebagai 'penyejukan laser') adalah penyejukan Doppler. Lain-lain kaedah penyejukan laser termasuk: