概述
天基激光武器实际上是以激光武器为有效载荷的“杀手”卫星，可称为激光作战卫星，亦称天基激光平台。如果用以攻击地球目标，则天基激光武器具有覆盖地面范围大的优点。
如同其他卫星一样，激光作战卫星轨道越高，覆盖面就越大。地球静止轨道激光卫星可以覆盖42%的地球表面；若用近地轨道激光卫星来实现全球覆盖，卫星的数量要相应增加，但是近地轨道卫星离目标近，有利于提高激光武器的杀伤能力。
激光作战卫星由激光武器（激光器、光学系统、捕获跟踪与指向系统）和平台服务系统组成。激光器采用氟化氢激光器，工作波长2.7微米，发射功率估计为8兆瓦。光学系统的主反射镜直径8米，镜表面有超反射涂层，不需要主动冷却，即能保证激光器在巨大热负荷下正常工作。
捕获跟踪与指向系统由监视装置和稳定平台组成，能在激光器机械泵产生强烈振动的情况下，保证光束对准目标。平台服务系统包括电源、反应物、数据处理和测控等分系统。
性能指标
美国设计的未来太空激光武器：太空激光武器的激光介质能连续发光200～500秒；激光波长为2.7微米；激光功率为5～10兆瓦；轨道高度为800～1000公里；倾斜角为40度；一颗卫星的履盖面积为地球表面积的1/10；航程为4000～12000公里；发光直径为0.3～1米；最大射程为3000米；一次射击时间为10秒；平均瞄准时间为1秒；质量为3.5万千克；整个系统由20颗卫星和10个轨道镜组成。
发展演变
激光卫星各分系统的技术经过过去20～30年的开发，现都已基本掌握。为了建造实战用的激光武器系统，目前正在加紧执行两项任务：
一是研制、试验“天基激光武器演示器”。这是将所有分系统总装，形成完整的激光作战卫星，进行在轨演示试验，验证全系统工作的协调性和对太空环境的适应性。该演示器的尺寸按实战型卫星的1/2，激光器发射功率按实战型功率的1/3设计。该演示器的质量估计为16600千克，大约是实战型激光卫星质量的1/2.
二是解决全尺寸激光卫星的发射。美国的大力神-4火箭及其下一代的运载能力可达到22000千克。如果实战型激光卫星尺寸不能缩小，则需将卫星分2次发射，在太空组装，或者需要研制新的运载火箭。美国国防部不打算研制新的火箭，所以正在加强激光卫星小型化和卫星太空组装的研究。
激光作战卫星的研制成本，可根据美国军用卫星研制成本的历史统计数据进行估算：已知单价为5万美元/千克～15万美元/千克。由24颗卫星组成的天基激光武器星座总质量估计为840吨（2435000千克），若按平均单价10万美元/千克计，研制成本为840亿美元。
研制实战型卫星，需在完成演示器太空试验的基础上，增加10%的技术延伸费；发射成本按改进型一次性运载火箭5650美元/千克计。于是，全部研制与发射成本总计970亿美元。
天基激光武器系统的下一步技术发展将集中在几个方面：
研制波长更短的激光器，以便缩小光学系统的尺寸。正在开发的有波长1.3微米的改进型氟化氢激光器、波长1.35微米的化学氧碘激光器、新型二极管激光器和波长0.8微米的多光束激光器。
增大主反射镜的直径，提高照射到目标的光束能量。反射镜尺寸越大，可使光束越集中，光强越高。若维持光强不变，则可以降低对激光器输出功率的要求，从而减轻卫星质量，降低研制成本。
进一步提高跟踪和指向精度，以弥补因光束抖动产生的模糊度，其效果相当于提高激光器输出功率或增大光学反射镜尺寸。
美国正在加紧天基激光武器到激光作战卫星的发展，已将其作为太空动能武器的备用与后继系统和国家导弹防御系统的组成部分。
太空激光武器还存在许多尚未解决的难题，包括：怎样把大型的激光装置送入轨道，主要原因就是发光装置主镜的直径过大，解决的主要办法是研制能在运载火箭的货舱内放得下的折叠式主镜，并且在太空激光武器进入预定轨道后能自动打开。
还有一个问题就是，怎样向轨道上的太空激光武器补充化学介质，在将来激光武器使用的都是化学激光，没有介质就不能发生化学反应，也就不能产生激光。美国科研局和美国空军，在太空激光武器的下一阶段的主要任务是集中精力攻克上述难题。