化合物半導体のpn接合における発光特性を利用したレーザーで、小型、高効率、高速変調が可能などの特長がある。レーザーダイオード（LD）ともよばれ、半導体のへき開面をミラーに用いたものと、回折格子を作り込んだ分布帰還型レーザー（distributed feedback laser diode DFB-LD）などがある。ガリウム・ヒ素やインジウム・ガリウム・ヒ素・リンを活性層とする近赤外領域のレーザーダイオードは、光ファイバー通信用光源や固体レーザーの励起光源用として、アルミニウム・ガリウム・ヒ素やアルミニウム・ガリウム・インジウム・リンを活性層とする可視光レーザー（赤色）は、DVD、計測、レーザープリンター用光源として、利用されている。また窒化物半導体（インジウム・ガリウム・窒素）を使用する青（紫）色半導体レーザーは、ブルーレイディスク用光源等に、利用されている。