原子激光器，也称为原子激射器，是一种能够产生原子激光的器件。原子激光由粒子组成，拥有频率和波长，原子激光器受激发射电磁波，电磁波波峰与激发光源光波相位一致，使得原子激光器可获得更大能量的光束。
激光是20世纪重大发明之一，对人类社会发展产生深远影响，其概念不断扩展，原子激光器因此被提出。20世纪90年代中后期，全球首台原子激光器被研发问世，是一种将原子与分子物理、光与物质粒子体系相互作用技术相结合而产生的新型器件。
原子激光器是基于粒子的波动性，在相干的同一量子态下制成的激光器，其本质是一种相干原子束发生器，将原子一个一个提取出来，形成相干原子束，束中所有原子处于同一量子态，原子与单模场相互作用，无明显发散，可准直长距离行进，发射的原子束具有高相干性、高单色性、高亮度、高指向性特征。
由于性能与激光器接近，原子束中的原子如同激光束中的光子，因此被称为原子激光器，但原子激光并非激光，而是相干原子束，因此也称为原子激射器。激光器可以进行能量泵浦以提升性能，原子激光器可以像激光器一样采用泵浦源来提高工作效率，代表性产品例如光泵浦原子激光器。
原子激光器可以应用在仪器仪表制造领域，能够实现测量仪器精度提高、原子钟精度提升、物质纳米级别观察与操作、原子光学应用等，在高技术产业领域具有广阔发展前景。由于开发难度大，我国原子激光器相关研究机构数量较少，主要是中国科学院武汉物数所、北京大学等。
现阶段来看，原子激光器仍处于技术研究过程中，即使未来实现工业生产之后，短期内其应用领域也主要集中在高技术产业中。因此，原子激光器的研发生产对企业的资金、技术、人才等实力要求高，且未来商业化应用前景尚不明朗，企业进入布局会承担较大风险。
激光器可应用范围广泛，我国政府对激光器技术与应用发展极为重视，相关鼓励支持政策陆续出台，2023年度国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中，多种激光器被列入。原子激光器性能、应用领域与激光器接近，若未来能够大批量生产，拥有性价比优势，发展前景良好。