適量のヘリウムと窒素を混ぜた炭酸ガスに放電を加えてCO₂分子の振動順位遷移から高い効率で波長10μm前後のkW級の大きな出力が得られます。最もポピュラーな大出力レーザで加工用レーザーのチャンピオンと言えます。遠赤外線は多くの物質で吸収され熱となって材料を融かすため鋼鈑の切断や金属の溶接などで利用されています。また装置価格が安いためコンシュマー向けのレーザーマーカーやレーザー彫刻機にも搭載されています。