เครื่องทำเครื่องหมายเลเซอร์แบบไม่ใช่โลหะที่พบเห็นได้ทั่วไป ได้แก่ เครื่องทำเครื่องหมายเลเซอร์แบบของแข็งและเครื่องทำเครื่องหมายเลเซอร์แบบก๊าซ (เครื่องตัดเลเซอร์ CO2) โดยทั่วไปแล้วเครื่องตัดเลเซอร์แบบไม่ใช่โลหะจะใช้พลังงานเลเซอร์ในการขับเคลื่อนท่อเลเซอร์เพื่อปล่อยแสง ซึ่งจะถูกหักเหด้วยกระจกหลายบานและส่งไปยังหัวเลเซอร์ จากนั้น กระจกโฟกัสที่ติดตั้งบนหัวเลเซอร์จะรวมแสงให้เป็นจุดที่สามารถไปถึงอุณหภูมิสูงและระเหิดวัสดุให้เป็นก๊าซทันที จากนั้นจึงถูกดูดออกไปโดยพัดลมดูดอากาศเพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ในการตัด ก๊าซหลักที่บรรจุอยู่ในท่อเลเซอร์ที่ใช้ในเครื่องตัดเลเซอร์ทั่วไปคือ CO2 ดังนั้นท่อเลเซอร์ประเภทนี้จึงเรียกว่าท่อเลเซอร์ CO2 และเครื่องตัดเลเซอร์ที่ใช้ท่อเลเซอร์ประเภทนี้เรียกว่าเครื่องตัดเลเซอร์ CO2
เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 เครื่องแรกของโลกถือกำเนิดขึ้นในปี 1970 ในช่วงสามสิบปีที่ผ่านมา เนื่องมาจากการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของสาขาการใช้งาน เครื่องตัดเลเซอร์ CO2 จึงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง มีบริษัทในประเทศและต่างประเทศหลายแห่งที่มีส่วนร่วมในการผลิตเครื่องตัดเลเซอร์ CO2 ต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด รวมถึงเครื่องตัดแบนสองมิติ เครื่องตัดโค้งสามมิติ เครื่องตัดท่อ เป็นต้น ตามรายงานปี 2000 ของนิตยสาร Industrial LaserSolution ที่น่าเชื่อถือในสหรัฐอเมริกา ระบบตัดเลเซอร์ทั้งหมด 3,325 ระบบ (ส่วนใหญ่เป็นระบบตัดเลเซอร์ CO2) ถูกขายไปทั่วโลกในปี 1999 คิดเป็นมูลค่ารวม 1,174 พันล้านดอลลาร์ แม้ว่าแนวโน้มการพัฒนาของการตัดเลเซอร์จะรวดเร็ว แต่ก็มีช่องว่างที่สำคัญในระดับการใช้งานเมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้ว ภายในปี 2003 จำนวนระบบตัดเลเซอร์ CO2 ที่ใช้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรมในจีนสะสมอยู่ที่ประมาณ 500 ระบบ คิดเป็นประมาณ 1.5% ของจำนวนระบบปฏิบัติการทั้งหมดในโลก