Làm lạnh bằng laser được sử dụng chủ yếu cho các thí nghiệm Vật lý lượng tử để đạt được nhiệt độ gần nhiệt độ không tuyệt đối (0K, -273,15 °C, -459,67 °F). Phương pháp này được thực hiện để quan sát hiệu ứng lượng tử duy nhất chỉ có thể xảy ra ở mức nhiệt này. Nói chung, làm lạnh bằng laze chỉ được sử dụng ở cấp độ nguyên tử để làm nguội các yếu tố, nhưng quá trình này đang được thực hiện trên những quy mô lớn hơn. Năm 2007, một nhóm nghiên cứu MIT thành công làm lạnh bằng laze một tầm vĩ mô (1 gram) đối tượng đến 0,8 K. Năm 2011, một nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ California và Đại học Vienna đã trở thành những người đầu tiên thực hiện làm lạnh bằng laser với đối tượng cơ khí.

Ngoài ra phương pháp này còn đang được ứng dụng vào máy tính lượng tử.