CO2激光器从诞生到现在的近50年时间里一直被人类所关注，二氧化碳激光器是以CO2气体作为工作物质的气体激光器。CO2激光器是一种比较重要的气体激光器，目前对CO2激光器的研究方向主要朝一下几个方面：
第一，高效率的CO2激光器。
CO2激光器相对于固体激光器其效率是非常高的，但是总体而言，相对于CO2激光器本身其效率还是相对较低的。1964年，通过使用N2，转换效率达到3%；1965年，通过使用CO2-N2-He混合气体，转换效率达到6%。到目前为止，其最高效率也不会超过60%。针对提高效率这方面有不少的公司都在研究，以美国大通公司为例，研究的CO2激光器的效率已达到60%左右。国内研究较好的公司大都具有军方背景，目前效率已接近国际水平。
第二，高功率CO2激光器
高功率一直都是军方的追求目标，在这方面国内的一些军工企业的研究水平还是相对落后。美国空军最早开始着手研究高功率CO2激光器。1975年，也就是CO2诞生的十一周年，美国空军医研制出功率达到30KW级别的CO2激光器。1988年，研究的CO2激光器的输出功率已达到380KW。目前根据美国军方公布的部分数据，研制的CO2激光器输出功率已达到千万瓦级别。
第三，小体积多功能CO2激光器
目前大部分的CO2激光器功能单一，只能够从事某一项非常具体的工作。我们知道大型医院里使用的CO2祛斑激光器和CO2除毛激光器，他们的体积都非常的庞大，但是结构基本相同。使用多功能CO2激光器的话，占用的体积小，而且售价相对也低了许多。在这个方面国内的研究处于国际水平了，当然研究机构大都是具有医院背景的。
第四，工业技术应用激光器
CO2激光器在激光加工方面占主导地位，它广泛的用于切割、打标、雕刻和清洗等方面，输出激光的质量和功率都有很明确的要求。因此，工业中的CO2激光器要有高质量的激光光束和稳定的输出功率，像二氧化碳切割机，二氧化碳打标机等激光设备，在工业中发挥着不可替代的作用．
激光应用已经遍及光学、医学、原子能、天文、地理、海洋等领域，它标志着新技术革命的发展。如果将激光发展的历史与电子学及航空发展的历史相比，你不得不意识到现在还是激光发展的早期阶段，更令人激动的美好前景将要来到。
