二氧化碳（CO2）雷射器的原理主要涉及CO2分子在特定條件下的能量狀態轉換和雷射產生的過程。具體來說，CO2雷射器工作時，CO2分子首先被激發到一個高能態。這通常是通過放電過程實現的，在這個過程中，高壓電流通過CO2氣體混合物（通常還包括氦氣、氮氣和其他輔助氣體），使氣體分子電子被激發。
當這些高能態的分子回到較低能級時，它們會釋放出能量，並引起分子振動和轉動。這種能量轉換導致CO2分子中的雷射能級與其他氣體分子中的能級達到共振，從而產生一束特定波長的雷射光束。這個雷射光束在兩個凸面鏡之間反射，被放大後輸出。
CO2雷射器產生的雷射波長為10.6μm，這種波長的雷射在組織中具有特定的相互作用，可以用於醫療、工業等多種套用。例如，在醫療領域，CO2雷射可以用來治療皮膚病變、去除痣、淡化黃褐斑等。其工作原理是利用雷射的熱效應，使組織細胞失活，蛋白變性，從而達到治療的目的。