این نوع لیزر اشعه‌ای برای جراحی نزدیک ساختارهای حیاتی در مغز و ستون فقرات به کار می رود و به عنوان چاقوی جراحی برای برش تومورها مورد استفاده قرار می‌گیرد، این در حالی است که لیزرهای دی اکسید کربن در نقاط بحرانی آناتومی بدن با حداقل گرمای تولیدی به کار می روند.

لیزرهای CO2 همچنین دارای کاربرد سطحی نیز هستند و برای لایه‌های بالایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بر این اساس لیزرهای CO2 رگ‌های خونی کوچک را در هنگام اجرای عمل می بندند بنابراین موجب برش‌های دقیق می شوند.

انعطاف‌پذیری لیزرهای اشعه به جراح این امکان را می‌دهد تا انرژی لیزر CO2 را به فضاهای عمیق و اطراف رگ‌های خونی و سایر ساختارهای عصبی فرو کنند.

براساس این گزارش، در بین وسایل جراحی لیزرهای CO2 دقت و کنترل بیشتری در خصوص نفوذ عمیق در جراحی را موجب می شوند.