化學激光器是另外一類特別的氣體激光器，其泵浦源為化學反響所開釋的能量。這種激光器大部門以份子躍遷方法事情，典范波長范疇為近紅外到中紅外譜區(qū)。最重要的有氟化氫（HF）和氟化氘（DF）兩種裝配。前者可以在2.6～3.3微米之間輸入15條以上的譜線；后者則約有25條譜線處于3.5～4.2微米之間。這兩種器件今朝都可完成數(shù)兆瓦的輸入。其余化學份子激光器包含波長為4.0～4.7微米的溴化氫（HBr）激光器，波長4.9～5.8微米的一氧化碳（CO）激光器等。迄今獨一已知的操縱電子躍遷的化學激光器是氧碘激光器，它具備高達40％的能量轉(zhuǎn)換服從，而其1.3微米的輸入波長則很容易在大氣中或光纖中傳輸。

化學激光器有脈沖和連續(xù)兩種事情方法。脈沖裝配起首于1965年發(fā)明，連續(xù)器件則于4年后問世。此中氟化氫和氟化氘激光器因為可以得到很是高的連續(xù)功率輸入，其潛伏軍事利用很快引發(fā)人們的樂趣。在“星球大戰(zhàn)”籌劃的鞭策下，美國于80年月中期以3.8微米波長、2.2兆瓦功率的氟化氘激光器為底子，研制出“中紅外先輩化學激光裝配”，在計謀防備發(fā)起局1988年提交國會的陳述中，稱其為那時“自由世界能量最大的高能激光體系”。而氧碘激光器則在質(zhì)料加工中獲得利用，并可望用于受控熱核聚變反響。化學激光器近來的成長標的目的包含以數(shù)十兆瓦為方針進一步增長連續(xù)器件的輸入功率；高興進步氟化氫激光的光束品質(zhì)和亮度；并摸索由氟化氫激光器得到1.3微米左右短波長輸入的大概性。