雙光子聚合是物質在發生雙光子吸收后所引發的光聚合過程。雙光子吸收是指物質的一個分子同時吸收兩個光子的過程，目前只能在強激光作用下發生，是一種強激光下光與物質相互作用的現象，屬于三階非線性效應的一種。雙光子吸收的發生主要在脈沖激光所產生的超強激光的焦點處，其它地方的激光強度不足以產生雙光子吸收，因此，雙光子過程具有良好的空間選擇性。飛秒激光具有超短脈寬和超高峰值功率的特點，能快速、準確的集中在微小工作區域，因此，可以很好的結合物質的雙光子吸收過程而進行微加工。
近年來，飛秒激光雙光子聚合憑借穿透性好、空間選擇性高的優點，廣泛應用在三維微加工、光子學、高密度光儲存及生命科學等領域。
