Det optiske gitter opnås på grund af interferens fra laserstråler, der udbreder sig i modsatte retninger og danner et rumligt periodisk potentiale . Det resulterende potentiale er i stand til at fange neutrale atomer på grund af Stark-skiftet . Atomer afkøles og optager pladser i potentielle minima. Den resulterende struktur ligner et krystalgitter . Optiske gitre har to vigtige parametre: dybde og periode. Dybden af gitterbrøndene kan ændres ved at ændre lasernes effekt, og periodiciteten kan ændres ved at ændre bølgelængden og vinklen mellem laserstrålerne. I modsætning til dybde er periodicitet ekstremt vanskelig at ændre i realtid, da bølgelængden af laserstråling ikke kan variere meget i realtid. Derfor ændres periodiciteten normalt ved at ændre vinklen, men under ændringen af vinklen kan gitteret være ustabilt, så der kan opstå et faseskift , som vil påvirke interferensen.
Atomer fanget i et optisk gitter kan bevæge sig på grund af tunneleffekten , selvom dybden af den potentielle brønd er større end atomets kinetiske energi, ligesom det sker med elektroner i ledere . Der kan dog ske en overgang til Mott-isolatortilstanden , hvis interaktionsenergien mellem atomer overstiger vibrationsenergien, og dybden af brønden er meget stor. I dette tilfælde vil atomerne miste deres evne til at bevæge sig, hvilket svarer til situationen i dielektrikum . Atomer i et optisk gitter er en god model til at studere kvanteeffekter, hvis parametre alle kan kontrolleres, hvilket er praktisk til at studere egenskaber, der er svære at observere i faste stoffer.