（1)封离型CO₂激光器。这种CO₂激光器的工作气体不流动，直流自持放电产生的热量靠玻璃管或石英管壁传导散热，热导率低。由于放电过程中，部分CO₂分子分解为CO和O,需要补充新鲜气体以防止CO₂含量减少导致的激光输出下降，因此，这种激光器必须加入催化剂使CO和O重新结合为CO₂,通常加入少量H2O和H2作为催化剂。封离型CO₂激光器的优点是结构简单，维护方便，造价和运行费用较低，寿命已超过数千小时至上万小时，激光器的输出功率为50~70W.CO₂激光器可应用于需要数百瓦功率的激光加工中。
（2)纵向漫流CO₂激光器。通过真空泵使工作气体以0.1~1.0m/s的流速从放电管的一端流入，从另一端抽走，这样可以排除分解物，补充新鲜气体，保持输出功率稳定，气流、电流和光轴方向相同。由于电流密度增加时激光上能级激发速率增加。但由此造成的气体温度的上升又会增加下能级的粒子数，所以放电电流密度和气体压强均有一个使激光输出最大的最佳值，这一最佳值大约与放电管直径成反比。在最佳放电条件下，输出功率与封离型CO₂激光器大致相同。这种激光器有很好的光束质量，模式稳定。但由于换气率低，散热方式效率低，高功率器件尺寸大，正在被纵向快流CO₂激光器所替代。
（3)纵向快流CO₂激光器。这种激光器是将放电管气体流动速度提高到每秒几十至几百米，以便气流冷却放电区的工作气体和及时带走不稳定因素。但由于气流扰动等因素的影响，光束质量不如纵向慢流CO₂激光器，但优于横向激励CO₂激光器。这种激光器的输出功率随放电电流密度线性增加。不存在放电电流密度的最佳值，输出功率可达1kW以上，电光转换效率在20%以上。光束质量以基模为主。目前1~3kW纵向快流CO₂激光器已广泛应用于激光焊接、激光切割等加工领域。
（4)横向激励高气压CO₂激光器。这种激光器的放电方向与激光光轴互相垂直，一般在100kPa气压下运行，又称为TEAP(transverselyexcitedatmosphericpressure)CO₂激光器。这种激光器是脉冲激光器，其输出脉冲峰值功率可达1012W,每个脉冲能量为数千焦耳，是气体激光器在高功率和大能量方面与固体激光器竞争最有希望的器件。采用横向激励，电极面积大，平行于放电管轴，缩短了极间距离，使放电激励电压大大降低，也实现了大体积激励，提高了激光输出的峰值功率或能量。
（5)横向流动CO₂激光器。这种激光器的气体流动方向与激光光轴相互垂直，由于气体流动路径短，通道截面大，较低的流速就可以达到纵向快流同样的冷却效果。在50m/s左右的气体流速下，就有很高的气体流量。横向流动CO₂激光器通常采用电场与光轴垂直的横向激励方式，输出功率可达每米数千瓦，商用器件的最大输出功率超过20kW,其缺点是光束质量较差。这种激光器已广泛应用于激光表面淬火、激光表面熔覆、激光表面非晶化等。
