氦氖激光器是使用时间最早，技术最成熟，应用最为广泛的激光器之一。气体原子具有确定的能级结构，在外界的电子激发后发生能级跃迁产生粒子数反转，产生受激辐射，发出激光。因此氦氖激光波长是纯净的单色光，线宽极窄，波长误差只有几纳米，因此具有极大的相干长度。有些靠能带跃迁发光的激光器如LD的单色性与相干性无法与之相比。原子能级结构是确定的，因此激光不受温度波动影响。加上谐振腔的作用保障了激光输出具有良好的准直性，发散角只有几个毫弧度。在需要良好单色性、相干性和准直性的场合，特别是精密测量领域，气体激光器具有不可动摇的地位。 氦氖激光器主要缺点是需要高压直流供电，需要较高的技术含量，与ＬＤ相比成本较高。