CO2激光器是一种比较重要的气体激光器。它具有一些突出的优点:

①输出功率大、能量转换效率高。一般的封闭管CO2激光器可有几十瓦的连续输出功率，远远超过了其他的气体激光器；横向流动式的电激励C02激光器则可有几十万瓦的连续输出。CO2激光器的能量转换效率可达30%-40%，也超过了一般的气体激光器。
②它是利用CO2分子的振动一转动能级间的跃迁，有比较丰富的谱线，在10μm附近有儿十条谱线的激光输出。近年来发现的高气压CO2激光器，甚至可做到从9μm-10μm间连续可调谐的输出。

③它的输出波段正好是大气窗口(即大气对这个波长的透明度较高)。此外，它还具有输出光束的光学质量高，相干性好，线宽窄，工作稳定等优点。因此它在国民经济和国防上都有许多应用，如应用于加工(焊接、切割、打孔等)、通信、雷达、化学分析、激光诱发化学反应、外科手术等方面。

CO2激光器工作原理及其受激发射过程较复杂。分子有3种不同的运动，一是分子里电子的运动，其运动决定了分子的电子能态；二是分子里的原子振动运动，即分子里原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动，并决定分子的振动能态；三是分子转动，即以分子为一整体在空间连续地旋转，分子的这种运动决定了分子的转动能态。分子运动极其复杂，因而能级也很复杂。

CO2分子为线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两侧，所表示的是原子的平衡位置。分子里的各原子始终运动着，要绕其平衡位里不停地振动。