Alfred Kastler est né en 1902 dans une Alsace allemande ; il grandit germanophone, et apprend le français comme langue étrangère. Elève à l'ENS Ulm, il y suit les cours d'Henri Abraham et Eugène Bloch - qui introduisent la théorie quantique en France -,  et rencontre Aimé Cotton. Agrégé de physique en 1926 (major) puis professeur de lycée jusqu'en 1931, il effectue sa thèse à l'Université de Bordeaux de 1932 à 1936, où il est l'assistant de Pierre Daure et commence sa carrière de chercheur. Il entretient une abondante correspondance avec Aimé Cotton. Dans cette thèse, il s'intéresse au moment cinétique de la lumière et à la relation entre la polarisation de la lumière émise ou absorbée par des atomes et l'orientation spatiale des moments magnétiques de ceux-ci.

Arrivé à Paris en 1941, il devient enseignant à l'ENS et à l'Université. Il fonde son groupe de recherche au sein de l'ENS en 1952, lorsqu'il devient professeur, et y intègre son élève Jean Brossel (1919-2003). Deux ans plus tôt, il avait proposé le pompage optique, en trouvant une méthode pour transférer efficacement le moment cinétique de la lumière vers les atomes. Sa prise de position publique contre le Comité de Salut Public, en 1958, est le début de son engagement pacifiste et le fait connaître en France.

Il obtient le Prix Nobel de Physique en 1966, pour "la découverte et le développement de méthodes optiques dans l'étude des résonances hertziennes des atomes", mais regrettera toujours que Jean Brossel n'y ait pas été associé. Son discours de remerciement a fait l'objet d'une exposition physique puis virtuelle, créée par l'ENS, et disponible à l'adresse : https://bib-expositions-virtuelles.ens.psl.eu/exhibits/show/tacksamycket. Il meurt en 1984.

Alfred Kastler et Pierre Jacquinot ont été très liés, en tant qu'élèves de Aimé Cotton, membres de jurys de thèse, participants à des conférences, ou assistants d'événements particuliers.