几千年来，多种治疗方法曾被用来改善皮肤组织，去除皱纹，其中包括化学剥离法、擦皮法。但这些方法应用时治疗深度很难掌握，易对周围组织造成伤害，术后效果不理想，存在着很多弊端。近年，CO2激光被用来做美容，去除老化或受损的表皮，而可使周围组织相对不受影响，效果令人满意。这被广泛称为“激光换肤”。

    CO2激光的波长为10600nm，可以被水高度吸收，而水是软组织的主要成分。当CO2激光照射到皮肤时，将能量传递给组织并被组织吸收。皮肤组织中的水分迅速加热、气化而急剧膨胀产生强大的压力，打断组织分子之间的化学键，使单个分子或小分子团游离出组织而达到磨削表皮组织的作用。磨削的深度小于100um，不会对深层组织造成伤害。

    CO2激光可产生极短间期的高能量脉冲波。采用准直脉冲波，故每次对皮肤的照射时间较易掌握。相应地，治疗深度易于控制，不会因热量传导而对周围正常组织造成损伤，无热损伤或炭化现象。由于每次照射去除的组织很少，故需数次照射方能达到预期的皮肤深度，手术的安全性大大的提高。另一方面，激光由微电脑控制，能产生不同的磨削图形，来适应不同的皮肤病变形状，这样就对正常组织的伤害降至最低。接受激光照射的皮肤部位，表层组织被磨削，生长出新的胶原纤维细胞于是达到去皱换肤的目的。

    CO2气体激光器既能以连续波的形式又能以kHz重复频率的脉冲方式发出10600nm的红外辐射。在目前市场上销售的小功率（<250W）CO2激光器和大功率（>250W）CO2激光器都有其独特的用途。

    在医疗应用领域，目前，CO2激光器越来越多地应用在皮肤外科上。脉冲式CO2激光器能在不到700μs的热弛豫时间内传输高至250mJ能量，从而使皮肤组织精确的气化而几乎不留任何疤痕。它可用于消除面部皱纹、面痣和疤痕。临床上也可用做手术刀，它的切口干净、出血少。可应用在绷紧脸部的皮肤美容、头发移植和头皮复位等手术中。

    CO2激光广泛应用于骨外科（骨切开），胸外科（心血管手术），脑外科（髓膜肿瘤、听神精肿瘤），耳鼻喉外科（支气管系统及声带治疗），口腔外科（舌切除、口腔癌），眼科（晶体摘除），妇科（宫颈癌、阴道癌），整形外科（色素斑、血管瘤、皮肤癌），牙科（蛀牙除菌）泌尿外科（肛门及外生殖器癌），消化外科（大肠、盲肠的吻合、消化道切断），一般外科（乳腺癌、肿瘤切除、皮肤移植）。

    CO2激光长用于治疗面部皱纹，如上唇（包括唇红部及唇周的放射桩皱纹）、眼角（眼角皱纹）、眉间、前额、面颊和下巴。它对于皮肤皱纹深度的改善约为平均50%，效果是很明显的。另外CO2激光也可有效用于隆起疤痕的修复、清除纹身、治疗某些良性皮肤肿瘤、肥大性酒渣鼻等。

    CO2激光手术器有两种主要的工作方式：连续波（CW）和脉冲方式（例如巨脉冲、脉冲式）。在CW这种方式中，激光器连续不断的发射激光能量，是在脚踏开关被踩下之后，这种方式采用的是高平均功率的手术方式，是一种手术精度有限的外科手术方式，主要用语活化或气化肌肉组织，对周围组织的损伤程度很小。

    脉冲CO2激光的脉冲时间宽度为200~1000μs ，它被用于精度控制更高的技术。先一种所谓超脉冲CO2激光被用于要求更高的手术，如皮肤美容术。

    CO2激光使皮肤美容手术变得准确，易于控制，它能明显改善皮肤外观，使人显得年轻。同时，激光疗法用于美容仍是一个很新的技术，需要进一步完善和发展，积累更多的经验。到目前为止，接受CO2激光美容的患者对手术效果是普遍满意的。