CO2激光器的光波长为9、2至10、8微米。
CO2激光器是一种分子激光，主要的物质是二氧化碳分子。与其它气体激光器一样，CO2激光器工作原理其受激发射过程也较复杂。
分子有三种不同的运动：
1、分子里电子的运动，其运动决定了分子的电子能态；
2、分子里的原子振动，即分子里原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动，并决定于分子的振动能态；
3、分子转动，即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。
