Монохроматичность лазерного излучения характеризует способность лазеров излучать в узком диапазоне длин волн. Лазерное излучение не идеально монохроматично, т.е. не имеет место равенство Δω/ω≡0, Δω≡0, где ω ‑ частота излучения, а Δω ‑ ширина спектра излучения, а лишь квазимонохроматично (Δω/ω << 1). Предположение об идеальной монохроматичности лазерного излучения является абстракцией, которая может использоваться в качестве модели излучения лишь в ограниченном числе случаев. Реальная ширина спектра излучения Δω определяется эффективной шириной рабочего перехода в активной среде лазера, свойствами резонатора, длительностью импульса излучения. В принципе, ширина спектра излучения может быть меньше естественной ширины соответствующего перехода. На практике при использовании одночастотного режима генерации одной моды с фиксированными поперечными и продольными индексами реализуется величина Δω порядка 10^-3–10^-4 см^-1, что для частоты ω светового диапазона соответствует степени монохроматичности излучения Δω/ω ~ 10^-8. В случае стандартных лазеров на красителях с изменяемой частотой генерации обычно Δω ~ 1 см^-1, а в случае мощных твёрдотельных лазеров, например на стекле с неодимом, ‑ Δω ~ 10 см^-1.

Кроме того нужно иметь в виду ещё два обстоятельства. Во-первых, в тех случаях, когда высокая степень монохроматичности достигается за счёт принудительных мер (например, за счёт селекции мод), то это всегда связано с потерями энергии (интенсивности) излучения. Во-вторых, при импульсном режиме генерации ширина спектра Δω и длительность импульса лазерного излучения Δt_л связаны соотношением Δω ≤ (Δτ_л)^-1, соответственно типичной длительности излучения для режима модуляции добротности (Δτ_л ~ 10^-8 с) соответствует Δω ~ 10⁸ Гц = 3∙10^-3 см^-1, а режима синхронизации мод (Δτ_л ~ 10^-11 с) соответствует Δω ~ 3 см^-1.

Монохроматичность лазерного излучения не является критичной в случае термических процессов лазерной технологии. Однако для лазерной химии, разделения изотопов, медицины, биологии и других технологических процессов, в основе которых лежит селективность воздействия лазерного излучения на определённые компоненты подвергающейся облучению среды, монохроматичность излучения лазера, также как и возможность плавной перестройки его частоты, играет не меньшую роль, чем интенсивность излучения.