Mae peiriant marcio laser CO2 yn system marcio laser wedi'i seilio ar galfanomedr sy'n defnyddio nwy CO2 fel ei gyfrwng gweithredol. Mae'r tiwb rhyddhau wedi'i lenwi â nwy CO2 ynghyd â nwyon ategol amrywiol megis heliwm a nitrogen. Pan fydd foltedd uchel yn cael ei gymhwyso i'r electrodau yn y tiwb rhyddhau, mae gollyngiad glow yn digwydd, gan gyffroi'r moleciwlau CO2 i gynhyrchu pelydr laser isgoch gyda thonfedd o 10.6 μm (neu 10.64 μm). Mae'r pelydr laser a gynhyrchir yn cael ymhelaethu ar ynni o fewn ceudod soniarus optegol. Yna mae'r pelydr laser chwyddedig yn cael ei gyfeirio trwy system sganio galfanomedr i reoli ei lwybr gwyro, ac yna'n cael ei ffocysu'n fanwl iawn ar wyneb y darn gwaith gan ddefnyddio lens F-Theta (neu lens ffocws). Mae'r pelydr laser ynni uchel yn rhyngweithio â'r deunydd naill ai trwy brosesu thermol (gan achosi gwresogi lleol, toddi, neu hyd yn oed anweddu) neu trwy egwyddorion prosesu oer-i greu marc parhaol ar wyneb y deunydd.
Yn seiliedig ar y dull o lif nwy, mae peiriannau marcio laser CO2 yn cael eu categoreiddio'n bennaf i beiriannau marcio laser llif traws a pheiriannau marcio laser llif echelinol. Mae peiriannau marcio laser llif ardraws yn cynnig pŵer allbwn uchel ond mae ganddynt ansawdd trawst cymharol is; i'r gwrthwyneb, mae peiriannau marcio laser llif echelinol yn cynnwys ansawdd trawst uwch ac yn darparu manylder marcio uchel.
