二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質的氣體激光器。放電管通常是由玻璃或石英材料制成，裏面充以CO2氣體和其他輔助氣體（主要是氦氣和氮氣，壹般還有少量的氫或氙氣）；電極壹般是鎳制空心圓筒；諧振腔的壹端是鍍金的全反射鏡，另壹端是用鍺或砷化鎵磨制的部分反射鏡。當在電極上加高電壓（壹般是直流的或低頻交流的），放電管中產生輝光放電，鍺鏡壹端就有激光輸出，其波長為10.6微米附近的中紅外波段；壹般較好的管子。壹米長左右的放電區可得到連續輸出功率40～60瓦。CO2激光器是壹種比較重要的氣體激光器。這是因為它具有壹些比較突出的優點： 它的輸出波段正好是大氣窗口（即大氣對這個波長的透過率較高）。除此之外，它也具有輸出光束的光學質量高，相幹性好，線寬窄，工作穩定等優點。因此它在國民經濟和國防上都有許多應用，如應用於加工（焊接、切割、打孔等），通訊、雷達、化學分析，激光誘發化學反應，外科手術等方面。