Maser, Gerät zur Erzeugung und Verstärkung elektromagnetischer Strahlung hauptsächlich im Mikrowellenbereich des Spektrums. Der Maser arbeitet nach dem gleichen Grundprinzip wie der Laser (dessen Name sich aus dem Akronym für „Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission“ zusammensetzt) und teilt viele seiner Eigenschaften. Der erste Maser wurde 1953 von dem amerikanischen Physiker Charles H. Townes und seinen Kollegen gebaut. Der Name ist ein Akronym aus „microwave (or molecular) amplification by stimulated emission of radiation“

Ein Maser-Oszillator benötigt eine Quelle angeregter Atome oder Moleküle und einen Resonator zur Speicherung ihrer Strahlung. Die Anregung muss mehr Atome oder Moleküle in das obere Energieniveau zwingen als in das untere, damit die Verstärkung durch stimulierte Emission die Absorption überwiegt. Bei Wellenlängen von einigen Millimetern oder mehr kann der Resonator ein Metallkasten sein, dessen Abmessungen so gewählt werden, dass nur eine seiner Schwingungsmoden mit der von den Atomen emittierten Frequenz übereinstimmt, d. h. der Kasten ist bei der betreffenden Frequenz resonant, ähnlich wie eine Pauke bei einer bestimmten Tonfrequenz resonant ist. Die Verluste eines solchen Resonators können recht gering gehalten werden, so dass die Strahlung lange genug gespeichert werden kann, um die Emission von aufeinanderfolgenden Atomen zu stimulieren, wenn diese angeregt werden. So werden alle Atome gezwungen, so zu emittieren, dass die gespeicherte Welle verstärkt wird. Der Ausgang wird dadurch erreicht, dass ein Teil der Strahlung durch ein kleines Loch im Resonator entweicht.

Der erste Maser verwendete einen Strahl von Ammoniakmolekülen, der entlang der Achse eines zylindrischen Käfigs aus Metallstäben verlief, wobei die Stäbe abwechselnd positiv und negativ elektrisch geladen waren. Das ungleichmäßige elektrische Feld der Stäbe trennte die angeregten von den nicht angeregten Molekülen und fokussierte die angeregten Moleküle durch ein kleines Loch in den Resonator. Die Ausgangsleistung betrug weniger als ein Mikrowatt (10-6 Watt), aber die Wellenlänge, die in erster Linie von den Ammoniakmolekülen bestimmt wird, war so konstant und reproduzierbar, dass sie zur Steuerung einer Uhr verwendet werden konnte, die in mehreren hundert Jahren nicht mehr als eine Sekunde zu- oder abnehmen würde. Dieser Maser kann auch als Mikrowellenverstärker verwendet werden. Maser-Verstärker haben den Vorteil, dass sie viel leiser sind als solche, die Vakuumröhren oder Transistoren verwenden, d. h. sie fügen dem zu verstärkenden Signal nur sehr wenig Rauschen hinzu. So können auch sehr schwache Signale genutzt werden. Der Ammoniakmaser verstärkt jedoch nur ein sehr schmales Frequenzband und ist nicht abstimmbar, so dass er weitgehend durch andere Arten, wie z. B. Festkörper-Rubinmaser, verdrängt wurde.