激光二极管通常以激光二极管模块的形式应用，即包含一个或多个激光二极管的模块，大多数情况下还包括一些光学和电子学器件。这种模块比简单的激光二极管更易于使用，并且它们具有多个功能：
光束整形：一些光学元件（例如，包括准直透镜，微光学和失真的棱镜对）可以用于对输出光束进行整形，例如，可以得到很小发散角的近于圆形的光束。这种准直光束更易于在很长距离传输，并且耦合到光纤中的效率更高。
光纤耦合：有些激光二极管模块是光纤耦合的，即直接将产生光射进光纤中。
电子连接器：激光二极管模块不仅包含简单的连接到激光二极管上的插脚，还具有附加的电子回路器件，例如，保护激光二极管免受静电放电的损害或者过高的工作电压。可以直接利用一块电池或者非稳定的功率来工作。
冷却装置：高功率情况下，激光二极管模块需要冷却装置，例如，将金属表面安装在冷却器上。也可能包含一个热电冷却器，采用一个反馈系统来稳定二极管温度。这样可以得到更加稳定的输出波长和功率。
功率稳定：采用内部的反馈回路也可以稳定输出功率，需要采用一个控制光电二极管（通常在激光二极管内）。
脉冲产生：驱动电流变成脉冲形式来通过增益关联产生输出脉冲。采用这种方法可以得到纳秒甚至皮秒脉冲。
波长转换：存在绿色的激光二极管模块，其中采用了内置的倍频器。这种模块可能包含一个放大的单模激光二极管和一个非线性波导。
激光二极管模块的应用包含光学元件的精确定位和排列，打印和成像系统，显示，条码扫描，光学数据存储，光学传感器，泵浦固态激光器，露天通讯和医学应用（例如，光动力学疗法，眼科学）。
还有激光笔，是激光二极管模块集成了电池，是一种手持装置。
