激光器的工作原理是：外部泵浦源对工作物质提供能量，使工作物质内部的原子产生跃迁，最终产生激光。当产生的激光能量能够满足激光器谐振腔的输出条件时，激光器便向外输出激光。
如图所示，当激光器谐振腔内无Q开关时，产生的激光脉冲时间长，功率低。通过Q开关控制激光脉冲的输出，可以产生时间短、功率大的激光脉冲。
在激光谐振腔内放置Q开关和偏振片，当加上外电场时，Q开关关断，即工作物质产生的光无法通过Q开关，无法在谐振腔内形成有效的振荡，使能量在激光腔内不断累积。当需要激光器工作时，改变电场，使Q开关打开，即光能够通过Q开关，在谐振腔内形成有效的振荡，使前期积累的能量在短时间内生成激光并输出。
也就是说，Q开关是将一般输出的连续激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级。现在最常见的Q开关是克尔盒和普克尔斯盒。