Đối với máy khắc laser CO2, chất lượng và hiệu suất của ống laser ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của máy, ống laser cũng là một trong những thành phần quan trọng nhất. Ống laser thủy tinh CO2 thường được làm bằng thủy tinh cứng và có cấu trúc vỏ. Lớp bên trong là ống xả, lớp thứ hai là áo làm mát bằng nước{4}}và lớp ngoài là ống chứa khí. Đường kính ống phóng điện của laser CO2 lớn hơn đường kính của ống laser He{7}}Ne. Độ dày của ống xả thường không ảnh hưởng đến công suất đầu ra. Vấn đề chính cần cân nhắc là hiệu ứng nhiễu xạ do điểm laser gây ra và chiều dài ống phải được điều chỉnh cho phù hợp. Ống dài hơn nên dày hơn, trong khi ống ngắn hơn nên mỏng hơn. Chiều dài ống phóng điện tỷ lệ thuận với công suất phát laser. Trong một phạm vi chiều dài nhất định, công suất đầu ra trên mỗi mét ống phóng điện tăng theo tổng chiều dài. Mục đích của việc bổ sung áo làm mát bằng nước là để làm mát khí đang hoạt động và ổn định công suất đầu ra.
1. Kính cứng: Thành phần này được làm bằng vật liệu GG17, được nung vào ống xả, áo làm mát-nước, áo đựng khí và ống hồi khí. Ống laser thủy tinh CO2 kín thường có cấu trúc vỏ ba{5}}lớp. Lớp bên trong là ống xả, lớp giữa là áo lọc nước, lớp ngoài là áo chứa khí. Ống hồi khí nối ống xả và ống chứa khí.
2. Khoang cộng hưởng: Thành phần này bao gồm một bộ phản xạ toàn phần và một bộ phản xạ đầu ra. Tổng phản xạ của khoang cộng hưởng thường dựa trên kính quang học có màng vàng trên bề mặt. Tấm phản xạ màng vàng có độ phản xạ trên 98% ở khoảng chùm tia laser 10,6µm. Bộ phản xạ đầu ra của khoang cộng hưởng thường được làm bằng germanium (Ge), một vật liệu truyền bức xạ hồng ngoại ở bước sóng 10,6µm, với lớp phủ nhiều lớp ở trên cùng.
3. Điện cực: Ống laser thủy tinh CO2 thường sử dụng cực âm lạnh có dạng hình trụ. Việc lựa chọn vật liệu làm cực âm có tác động đáng kể đến tuổi thọ của tia laser. Các yêu cầu cơ bản đối với vật liệu làm cực âm là tốc độ phún xạ thấp và tốc độ hấp thụ khí thấp.
Ống xả được nối với ống chứa khí ở hai đầu. Một lỗ nhỏ ở một đầu của ống chứa khí nối với ống xả, còn đầu kia nối với ống xả thông qua ống hồi khí xoắn ốc. Điều này cho phép khí lưu thông giữa ống xả và ống chứa khí, cho phép trao đổi khí liên tục trong ống xả. Ống laze thủy tinh được sử dụng rộng rãi để đánh dấu và khắc các vật liệu phi kim loại như acrylic và nhựa, đồng thời cũng được phát triển để có khả năng đánh dấu thép nhẹ mạ điện. Ống laser thủy tinh CO2 cũng được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa để đánh dấu các tấm polyimide và polyester được sử dụng trong các bảng mạch và màng linh hoạt cho các thiết bị điện tử.