Советский и российский учёный-физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1963-го года. Лауреат Ленинской и Государственной премии, дважды Герой Социалистического Труда. Депутат Верховного Совета СССР IX – XI созывов, седьмой Председатель Всесоюзного Общества «Знание». Как учёный внёс огромный вклад в развитие квантовой электроники и создания лазерных установок. Кавалер многочисленных орденов Советского Союза и Российской Федерации, награждён Орденом За заслуги перед Отечеством.
Родился в городе Усмань (ныне Липецкая область), в семье профессора Воронежского лесного института. В 1941-м году окончил среднюю школу и был призван на действительную военную службу. В годы Великой Отечественной войны воевал в составе Первого Украинского фронта.
После войны Басов поступил в МИФИ, защитил диплом в 1950 году. С 1948 года он работал лаборантом в Физическом институте имени Лебедева АН СССР (ФИАН), где и продолжил работу после получения диплома. В 1953 году Басов защитил кандидатскую, а в 1956 году — докторскую диссертацию по теме «Молекулярный генератор».
В 1958—1972 годах Басов являлся заместителем директора ФИАН, а с 1973 по 1989 годы был директором этого института. Здесь в 1963 году он организовал Лабораторию квантовой радиофизики, которую возглавлял до своей смерти. В 1962 году Басов был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1966 году — академиком АН СССР, впоследствии избирался в президиум Академии наук (член президиума АН СССР с 1967 по 1990 годы, РАН с 1991 года). Являлся Председателем Всесоюзного Общества «Знание» в период с 1978-го по 1990-й год.
Работы академика Басова посвящены квантовой электронике и её применениям. Вместе с А. М. Прохоровым он установил в 1952 г. принцип усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, что позволило в 1954 году создать первый квантовый генератор (мазер) на пучке молекул аммиака. Ряд исследований Басова посвящён вопросам распространения и взаимодействия мощных лазерных импульсов с веществом. Ему принадлежит идея использования лазеров для управляемого термоядерного синтеза (1961), он предложил методы лазерного нагрева плазмы, проанализировал процессы стимулирования химических реакций лазерным излучением.
Басов разработал физические основы создания квантовых стандартов частоты, выдвинул идеи новых применений лазеров в оптоэлектронике (таких, как создание оптических логических элементов), выступал инициатором многих исследований по нелинейной оптике.