СО2 лазеры используются для термической обработки более 30 лет, в качестве замены традиционных методов термообработки. Тем не менее, недостатки СО2 лазера в надежности и стоимости эксплуатации сделали данный вид обработки далеким от идеального. За последние несколько лет весомую конкуренцию CO2 лазеру стали составлять диодные лазеры.
В прошлом, CO2 лазер был наиболее часто используемым источником для лазерной термообработки. Однако, эта технология имеет ряд существенных недостатков для термоупрачнения. Первый из них является то, что длина волны данного лазера находится в инфракасной области (10,6 мкм). Длинноволновый свет плохо поглощается практически любыми видами сталей или других металлов, следовательно, для эффективного использования мощности лазера необходимо наносить дополнительное покрытие, которое позволяет увеличить процент поглощенной мощности. Следующим существенным недостатком является то, что общее КПД данного вида лазера очень низкое. Большое потребление энергии приводит к большим эксплуатационным расходам.