L’absorption à deux photons (ADP) est l’absorption simultanée de deux photons de fréquences identiques ou différentes dans le but d’exciter une molécule dans un état donné (habituellement, l’état fondamental) à un état électronique de plus haute énergie. La différence d’énergie entre ces deux états est égale à la somme des énergies des deux photons. L’absorption à deux photons est un processus de troisième ordre de plusieurs degrés de magnitude plus faible que l’absorption linéaire. Elle diffère de l’absorption linéaire  parce qu’elle est proportionnelle au carré de l’intensité de la lumière, ce qui en fait un processus d’optique non linéaire.