二氧化碳激光器，可稱“隱身人”，因為它發出的激光波長為10.6微米，“身”處紅外區，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續、脈沖兩種。人們已用它來“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現是激光發展中的重大進展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。

    最普通的二氧化碳激光器是一支長1米左右的放電管，它產生的激光是看不見的，在磚上足以把磚頭燒到發出耀眼的白光。二氧化碳激光器作為目前連續輸出功率較高的一種激光，被廣泛應用到材料加工、醫療使用、軍事武器、環境量測等各個領域。

    在激光的發展和應用方面，CO2激光器的制作和應用較早也較多，早在1970年代末期，就有從國外直接進口CO2激光器，從事工業加工和醫療等應用。從80年代末期開始，CO2激光器被廣泛引進并應用在在材料加工領域。近年來CO2激光加工設備雖然漸趨普及，但激光畢竟是一種新的工具，激光加工技術亦不同于傳統的加工方法，所以工業界在引進使用CO2激光器的過程中，曾經遇到各種各樣的問題，給很多廠商造成不少困擾。

    早期進口和制造的CO2激光器，均為小于200瓦的低功率激光器。主要為電子工業(如電阻制造、IC標志)、非金屬加工業(竹木雕、服飾、制鞋、飾品制造等)和部分醫療和研究單位所使用。

    將CO2激光束透過一個光罩，聚焦于IC或半導體組件上作標志，這種CO2激光主要皆為TEA脈沖式。但隨著標志加工速度的要求越來越快，加工品質的要求越來越高，以及固體激光的快速發展，最近新引進的標志加工用激光，已逐漸被固體的YAG激光所取代。用鏤空的銅模罩住要雕刻的非金屬材料，然后用CO2激光束在銅模上作快速掃描，即可在該材料上雕刻出復雜的圖案。雕刻對象為木材、壓克力、皮革和紙張等，另外也可以應用到雕刻特有的手工藝品，如竹片雕刻、軟木浮雕、貝殼浮雕等。最近幾年已轉型用密封式CO2激光，直接以掃描振鏡作少量多變化的禮品雕刻，以提高產品的附加價值。

    CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器。這是因為它具有一些比較突出的優點：

    1、它有比較大的功率和比較高的能量轉換效率。一般的閉管CO2激光器可有幾十瓦的連續輸出功率，這遠遠超過了其他的氣體激光器，橫向流動式的電激勵CO2激光器則可有幾十萬瓦的連續輸出。此外橫向大氣壓CO2激光器，從脈沖輸出的能量和功率上也都達到了較高水平，可與固體激光器媲美。CO2激光器的能量轉換效率可達30～40%，這也超過了一般的氣體激光器。

    2、它是利用CO2分子的振動-轉動能級間的躍遷的，有比較豐富的譜線，在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出。近年來發現的高氣壓CO2激光器，甚至可做到從9～10微米間連續可調諧的輸出。

    3、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，相干性好，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，如應用于加工(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。

    因為二氧化碳激光器能達到的功率非常高，經常用來做工業的切割機，而低功率的激光器常常用來雕刻。此外，由于水在二氧化碳激光器的發光頻率極容易揮發，因此也常常被用來做激光嫩膚，磨皮等激光手術。