Laserji z ogljikovim dioksidom (CO2) so ena najzgodnejših in najbolj razširjenih vrst plinskih laserjev. Plinski laserji uporabljajo električni tok, ki se odvaja skozi plin, da oddaja svetlobo, ki je koherentna. Laserska svetloba ima visoko stopnjo časovne in prostorske skladnosti, ki je ni mogoče doseči na noben drug način.
Laser z ogljikovim dioksidom proizvaja infrardečo svetlobo. Je najmočnejši laser z neprekinjenimi valovi in eden najučinkovitejših laserjev, ki so na voljo. Laserji z ogljikovim dioksidom uporabljajo zračno ali vodno hlajeno razelektritev, ki je običajno sestavljena iz ogljikovega dioksida, dušika, vodika in helija. Tako kot vsi laserji se tudi laserji z ogljikovim dioksidom zanašajo na inverzijo populacije. To se zgodi, ko ima sistem atomov ali molekul več članov v vzbujenem stanju.
Za izdelavo laserjev z ogljikovim dioksidom so potrebni posebni materiali, saj delujejo v infrardečem spektru. Ogledala, okna in leče se uporabljajo za fokusiranje in ojačanje svetlobe. Ogledala so posrebrena, okna in stekla pa iz germanija. Za aplikacije z večjo močjo so ogledala izdelana iz zlata, uporabljajo pa se okna in stekla iz cinkovega selenida.
V svoji osnovni obliki imajo laserji z ogljikovim dioksidom plinsko razelektritev s celotnim reflektorjem na enem koncu enote. Na izhodnem koncu je odsevni izhodni spojnik. Običajno je izhodna spojka ogledalo cinkovega selenida.
Laserji z ogljikovim dioksidom imajo visoko izhodno moč, a so v primerjavi z drugimi vrstami laserjev razumne cene. Zaradi tega so CO2 laserji priljubljeni za industrijske aplikacije, kot so rezanje, varjenje in graviranje. CO2 laserji so uporabni tudi za izdelavo naprav iz navadne plastike, saj absorbira infrardečo svetlobo.
Druga glavna uporaba laserjev z ogljikovim dioksidom je v kirurških posegih. Večina biološkega tkiva je sestavljena iz vode. Voda dobro absorbira to svetlobno frekvenco. Nekateri primeri uporabe v medicini so laserska kirurgija, dermoabrazija in lasersko preoblikovanje. Lasersko preoblikovanje je splošno znano kot laserski lifting obraza, pri katerem kožo opečemo, da spodbudimo tvorbo kolagena.
Laserji z ogljikovim dioksidom se uporabljajo za zdravljenje nekaterih kožnih bolezni. V tej aplikaciji laserji odstranijo izbokline, podule in druge kožne tvorbe, ki bi lahko bile nezaželene. Preizkušene so bile nekatere radikalne in vrhunske kirurške aplikacije, kot je uporaba C02 laserjev za varjenje človeškega tkiva, s čimer je odpravljena potreba po tradicionalnih šivih.
Lasersko preoblikovanje se uporablja tudi v oftalmologiji. Lečo človeškega očesa je mogoče obnoviti, da popravi vid. Postopek se lahko uporablja tudi za zdravljenje nekaterih vrst bolezni, ki prizadenejo oči.