二氧化碳激光于1964年首次運用其波長為10.6μm。二氧化碳激光是一種氣體激光，波長為 10600nm ，它可以讓組織氣化而達成治療的目的。在醫(yī)療領域起到很大的作用。作為一種非常有效率的激光，在商業(yè)模型上其轉換效率達到10%。因此二氧化碳激光廣泛用于激光切割，焊接，鉆孔和表面處理。作為商業(yè)應用激光可達45千瓦，這是目前最強的物質處理激光。

二氧化碳激光是一種分子激光。主要的物質是二氧化碳分子。它可以表現多種能量狀態(tài)這要視其振動和旋轉的形態(tài)而定。

廢熱被拒的方式對激光系統(tǒng)設計有很大的影響。原則上，有兩種可能的方式。第一種方式是基于自動處理自然擴散熱氣到管墻，運作原理就是密封和慢軸流激光。第二種是基于氣體強迫對流，其運作原理就是快軸流激光。大體上，主要有五種二氧化碳激光：密封式或無流式、慢軸流、快軸流、快速橫向流、橫向激勵大氣(TEA)。

密封或無流式二氧化碳激光通常以用于光束偏轉激光做記號。它的放電管完全被封住。這種激光束的質量非常好。而且在大多數情況下整個放電管可以換新舊的可以重新灌氣所以容易保養(yǎng)。這樣就無需使用分離式的氣體供應系統(tǒng)。只需要在激光頭做較少的連接。所以它既緊密且輕巧。但是其能量輸出較低(通常少于200瓦)。

TEA二氧化碳激光通常應用于防護罩制作。只能在脈沖形勢下操作。氣流低且氣壓高。其激勵電壓大概在一萬伏。這種激光束能量分布在相對的大區(qū)域是統(tǒng)一的。它的最高能量最高可以達到1012瓦而且其脈沖寬度非常小。盡管如此，由于多狀態(tài)運轉所以這種形式的激光很難在小點上集中。