いくつかのユニークなレーザイオンは、コバルトイオンCo 2＋、ニッケルイオンNi 2＋及び鉄イオンFe 2＋である。

遷移金属イオンの共通特性の1つは、対応する吸収及びレーザ遷移帯域幅が非常に広いため、非常に大きな利得帯域幅を得ることができることである。これは電子遷移とフォノン間の強い相互作用による等方的な広がりである。レーザ活性遷移金属イオンは、結晶がより熱伝導性が高く、ガラス種の異方性拡大も不利であるため、ガラスではなく結晶をホスト媒体として使用することが多い。
遷移金属イオン利得媒質に基づく最も重要なレーザはチタン：サファイアレーザであるが、Cr 4＋：YAGやCr 3＋：LiSAFなどのクロムドープ利得媒質を用いたレーザも多い。あまり一般的ではないレーザは、Co 2＋：MgF 2、Co 2＋：ZnF 2、Ni 2＋：MgF 2である。