通常从观察原子和离子谱线的多普勒宽度来测定原子和离子的温度。本文的目的是指出激光光谱学能更详细地提供测量原子和离子速度分布的各种方法。现今，激光光谱学已发展到能灵敏地探测选态原子、分子和离子。谱线线型能以很高的精度来进行测量,非线性激光光谱学,诸如饱和光谱学、双共振光谱学、偏振光谱学等能用于探测那些唯一沿激光光束方向速度为零或是速度分量是非常小的原子。而且，原子与两个或三个空间分立的激光束的相互作用产生的非线性反应能使我们测定二维或三维空间中的原子速度分布。