탄산가스(CO₂) 레이저는 1964년 미국의 패텔이 처음으로 연속발진에 성공하였으며, 1970년 초반부터 의료용으로 실용화되기 시작하여 현재 외국에서뿐만 아니라, 우리나라에서도 의료용으로 가장 많이 보급되어 있는 레이저 기기입니다. 이 레이저는 치료 영역이 상당히 넓으며 안정도 또한 매우 높은데, 탄산가스 분자의 진동준위 사이에서 10.6um의 적외선이 발진되며 효율이 높아서 용이하게 고출력을 얻을 수 있으며, 치료의 정확도를 높이기 위해 보조적으로 헬륨-네온 레이저 빛을 가이드 빔으로 사용합니다.

탄산가스 레이저는 10,600nm 파장의 레이저 빔이 나옵니다. 이 레이저 빔은 수분에 선택적으로 흡수되는데, 살아있는 모든 조직에는 수분이 함유되어 있으므로 피부를 정교하게 파괴시킬 수 있습니다.
이러한 성질을 이용하여 점을 비롯하여 검버섯, 쥐젖, 한관종 같은 양성 종양, 사마귀 등 피부과 영역에서 가장 효과적으로 사용될 수 있는 레이저 중의 하나입니다.
최근에는 스캐너를 장착하거나 초단파(super-pulse)/극초단파(ultra-pulse) 모드 등을 이용하여 주위조직으로의 손상을 더 적어지게 함으로써 레이저 박피술이 가능해져 주름제거, 여드름 흉터 및 기타 흉터 제거, 수두자국 제거 등에 사용하기도 합니다.

탄산가스 레이저는 피부를 매우 효과적으로 제거할 수 있으면서 피부를 재생시키는 효과가 뛰어납니다. 탄산가스 레이저는 기기마다 기능의 차이가 매우 크지만 수술에 적합하도록 제작된 레이저를 이용합니다.
탄산가스 레이저는 피부를 기화시키고 발생하는 열로 피부, 더 정확히 얘기하면 콜라겐을 수축시키는데 매우 뛰어난 효과를 갖고 있습니다. 따라서 레이저 수술 후의 피부재생능력이 다른 레이저에 비하여 월등히 뛰어납니다. 그러나 피부에 열손상이 비교적 많이 가므로 수술 후 치료기간이 길고 수술 후 색소침착이 비교적 많이 오며 홍반이 오래 갑니다.