CO<sub>2</sub> [[laser]] je [[plin|plinski]] laser koji, kao aktivni medij koristi molekule [[ugljikov dioksid|ugljikovog dioksida]]. Laser je građen gotovo isto kao i [[HeNeHe-Ne laser]]: laser se sastoji od staklene cijevi ispunjene smjesom plinova ugljikovog dioksida, [[dušik|dušika]], [[helij|helija]] i eventualno nekog drugog plina. Na krajevima cijevi, nalaze se dva paralelna zrcala koja reflektiraju lasersku zraku natrag u cijev i tvore rezonator. U cijevi se nalaze i elektrode, na koje je priključen visoki napon. Visoki napon proizvodi mnoštvo brzih elektrona u cijevi, koji, sudarima, predaju svoju energiju molekulama plina. Molekula dušika u pobuđenom vibracijskom stanju, ne može predati svoju energiju emisijom fotona, jer molekula dušika nema [[dipolni moment]], a njegove vibracije ne pokazuju vremensku promjenu dipolnog momenta. Zbog toga su pobuđena vibracijska stanja dušika dugoživuća, odnosno metastabilna. Sudarima, molekula dušika predaje energiju molekulama ugljikovog dioksida. Energija vibracije molekule dušika, gotovo je jednaka energiji antisimetričnog istezanja molekule CO2. Laserski prijelaz je između prvog nivoa antisimetričnog istezanja i prvog nivoa simetričnog istezanja ili prvog nivoa savijanja molekule CO2. CO2 laser se može prilagoditi na valne duljine 9400 [[nanometar|nm]] i 10600 [[nanometar|nm]], što je u infracrvenom području. Kako vibracijske razine imaju rotacijske podnivoe, CO2 laser se zapravo može ugoditi na niz valnih duljina oko 9400 nm i 10600 nm. CO2 laser može raditi u kontinuiranom modu, kao i u pulsnom modu koristeći Q prekidanje. CO2 laseri imaju jako veliki stupanj učinkovitosti, čak i do 20%! (Oko 20% uložene energije se emitira u obliku laserske zrake, što je puno više nego kod ostalih lasera.) Zbog velike učinkovitosti, CO2 laseri mogu imati velike izlazne snage. CO2 laseri se zbog toga koriste za obradu materijala: rezanje, bušenje i zavarivanje. CO2 laseri se koriste i u kirurgiji.
