Công nghệ laser đã phát triển đến mức loại hình phòng thủ chống vệ tinh này trở nên hợp lý, mặc dù có rất ít bằng chứng cho thấy có quốc gia nào đã thử nghiệm thành công loại vũ khí laser như vậy.
Nếu Nga có thể chế tạo vũ khí tia laser, nước này sẽ có khả năng phòng thủ trước các vệ tinh giám sát có cảm biến quang học. Công nghệ này cũng tạo tiền đề cho khả năng là vũ khí laser có thể vô hiệu hóa vĩnh viễn vệ tinh.
Cơ sở laser mới của Nga được gọi là Kalina. Nó nhằm mục đích gây nhiễu và do đó tạm thời làm "mù" các cảm biến quang học của các vệ tinh đang thu thập thông tin tình báo trong không gian. Để đạt được mục tiêu này, đòi hỏi phải phân phối chính xác lượng ánh sáng vừa đủ vào cảm biến vệ tinh. Đây không phải là một kỹ thuật dễ thực hiện do khoảng cách rất lớn và thực tế là chùm tia laser trước tiên phải xuyên qua bầu khí quyển của Trái đất.
Các vệ tinh gián điệp sử dụng cảm biến quang học có xu hướng hoạt động trong quỹ đạo Trái đất thấp (độ cao vài trăm km). Các vệ tinh này thường mất vài phút để đi qua bất kỳ điểm cụ thể nào trên bề mặt Trái đất. Điều này đòi hỏi Kalina phải có khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài. Năm 2019, Nga tuyên bố đã triển khai một hệ thống chiếu lóa bằng laser gắn trên xe tải có tên Peresvet. Tuy nhiên, không có xác nhận rằng nó đã được sử dụng thành công.
Hiện tia laser được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động quân sự. Một trong những loại được biết đến nhiều nhất là Vũ khí Laser trên không (ABL) mà quân đội Mỹ dự định sử dụng để bắn hạ tên lửa đạn đạo. ABL liên quan đến một hệ thống phát tia laser công suất lớn được gắn trên một chiếc Boeing 747. Chương trình đến này đã bị tạm dừng do gặp những thách thức liên quan đến kiểm soát nhiệt, hóa học và vấn đề bảo trì.
Một ứng dụng quân sự thành công hơn là Hệ thống Biện pháp đối phó bằng tia hồng ngoại trên máy bay lớn (LAIRCM), được sử dụng để bảo vệ máy bay khỏi các tên lửa phòng không tầm nhiệt. LAIRCM được sử dụng để bảo vệ phi hành đoàn bằng cách phát hiện, theo dõi và gây nhiễu các mối đe dọa hồng ngoại. Bằng cách hướng chùm tia laser cường độ cao vào thiết bị cảm biến của tên lửa, hệ thống có khả năng tự động chống lại mối đe dọa tên lửa hồng ngoại tiên tiến do chúng bị mất dấu mục tiêu.
Quân đội Mỹ đang tích hợp các hệ thống phóng tia laser trên xe tải Lục quân và tàu Hải quân để phòng thủ trước các mục tiêu nhỏ như máy bay không người lái, đạn cối và các mối đe dọa khác. Lực lượng Không quân đang nghiên cứu sử dụng tia laser trên máy bay cho các mục đích phòng thủ và tấn công.