Laser na volných elektronech (FEL) je laser, který vytváří velmi jasný světelný paprsek. Je to v podstatě super svítilna. Má stejné optické vlastnosti jako běžné lasery, například vyzařuje paprsek složený z koherentního elektromagnetického záření, které může dosahovat vysokého výkonu. FEL používá k vytvoření paprsku principy činnosti, které jsou velmi odlišné od principů činnosti běžného laseru. Na rozdíl od plynových, kapalinových nebo pevnolátkových laserů, jako jsou diodové lasery, v nichž jsou elektrony excitovány při vazbě na atomy, FEL používají jako laserové médium relativistický svazek elektronů, který se volně pohybuje magnetickou strukturou, odtud termín volný elektron. Laser na volných elektronech má nejširší frekvenční rozsah ze všech typů laserů a může být široce laditelný, v současné době v rozsahu vlnových délek od mikrovln přes terahertzové záření a infračervené záření až po viditelné spektrum, ultrafialové a rentgenové záření.
Lasery na volných elektronech vynalezl John Madey v roce 1976 na Stanfordově univerzitě. Navázal na výzkum Hanse Motze a jeho spolupracovníků, kteří v roce 1953 vyrobili ve Stanfordu první undulátor využívající magnetické uspořádání wiggler, které je základem laseru na volných elektronech. Madey použil k zesílení signálu elektronový svazek o energii 24 MeV a 5 m dlouhý wiggler. Brzy poté začaly takové lasery vyvíjet i další laboratoře s urychlovači.
Lasery na volných elektronech spotřebovávají při své činnosti velké množství elektrické energie. Aby se snížila spotřeba energie potřebné k jejich provozu, používají vědci lineární urychlovač s rekuperací energie k recyklaci vysokoenergetického elektronového paprsku, který aktivuje laser.
