氦氖激光器是使用時間早，技術成熟，應用的激光器之一。氣體原子具有確定的能級結構，在外界的電子激發后發生能級躍遷產生粒子數反轉，產生受激輻射，發出激光。因此氦氖激光波長是純凈的單色光，線寬極窄，波長誤差只有幾納米，因此具有極大的相干長度。有些靠能帶躍遷發光的激光器如LD的單色性與相干性無法與之相比。原子能級結構是確定的，因此激光不受溫度波動影響。加上諧振腔的作用保障了激光輸出具有良好的準直性，發散角只有幾個毫弧度。在需要良好單色性、相干性和準直性的場合，特別是精密測量領域，氣體激光器具有不可動搖的地位。 氦氖激光器主要缺點是需要高壓直流供電，需要較高的技術含量，與ＬＤ相比成本較高。