二氧化碳激光是一种分子激光。首要的物质是二氧化碳分子。它能够表现多种能量状况这要视其震动和旋转的形状而定。根本的能量网状见图1.二氧化碳里的混合气体是因为电子开释而造成的低压气体（通常30-50托）形成的等离子。

　　分布规律所说，在等离子里，分子呈现多种兴奋状况。一些会呈现高能态（00o1）其表现为不对称摇摆状况。当与空心墙碰撞或许天然散发，这种分子也会偶尔的丢失能量。经过天然散发这种高能状况会下降到对称摇摆形状（10o0）以及放射出可能传达就任何方向的光子（一种波长10.6μm的光束）。偶尔的，这种光子的一种会沿着光轴的腔向下传达也将在共识镜里摇摆。

　　二氧化碳激光器是以CO2气体作为作业物质的气体激光器。放电管通常是由玻璃或石英材料制成，里边充以CO2气体和其他辅助气体（首要是氦气和氮气，一般还有少数的氢或氙气）；电极一般是镍制空心圆筒；谐振腔的一端是镀金的全反射镜，另一端是用锗或砷化镓磨制的部分反射镜。

　　当在电极上加高电压（一般是直流的或低频沟通的），放电管中产生辉光放电，锗镜一端就有激光输出，其波长为10.6微米附近的中红外波段；一般较好的管子。一米长左右的放电区可得到连续输出功率40~60瓦。CO2激光器是一种比较重要的气体激光器。