Химические лазеры — разновидность газовых лазеров, в которых источником энергии служат химические реакции между компонентами рабочей среды. Химические лазеры непрерывного действия могут достигать высокого уровня мощности и используются в промышленности для резки и создания отверстий.
 В химических лазерах происходит преобразование энергии химической реакции в энергию когерентного электромагнитного излучения (лазерного излучения). Для этого используются реакции, продуктами которых являются частицы в возбуждённых энергетических состояниях. При этом распределение частиц по энергетическим состояниям должно быть инверсным, то есть хотя бы в одном из состояний, обладающих большей энергией, число частиц должно быть выше, чем в одном из состояний с меньшей энергией. Энергетический переход с более высокого энергетического уровня на низкий сопровождается электромагнитным излучением. Скорость химической реакции должна быть выше, чем скорость достижения равновесного распределения по энергетическим уровням, иначе энергия химической реакции будет затрачена на разогрев газовой смеси, а не выделена в виде электромагнитного излучения. Как правило, такие высокие скорости достижимы с участием свободных атомов или радикалов в качестве активных центров. Особое значение имеют реакции, в которых активные центры воспроизводятся (цепные реакции) или размножаются (разветвлённые цепные реакции). На образование некоторого начального числа активных центров (инициирование реакции) необходимо затратить энергию, поэтому чем больше длина цепи, тем большее количество химической энергии может быть преобразовано в лазерное излучение. Особое значение имеет хемолазерная длина цепи, определяемая как отношение скорости роста цепи к скорости релаксации возбуждённых частиц, участвующих в генерации когерентного излучения. Таким образом, для создания эффективного химического лазера необходим процесс, в котором высокая скорость цепной реакции сочетается с длительным временем жизни возбуждённых частиц.
 Химические лазеры подразделяются по типу действия. Существуют химические лазеры импульсного и непрерывного (продолжительного) действия. В химических лазерах импульсного действия используют химически стабильную смесь газов. После поступления из смесителя в лазерную зону на смесь воздействуют инициирующим агентом (например, УФ-излучением, пучком электронов, газовым разрядом), запускающим быструю молекулярно-радикальную реакцию. При этом за счёт химических реакций выделяется энергия, освобождающаяся в виде короткого импульса когерентного излучения. Наиболее употребительны газовые смеси, содержащие фтор и водород (дейтерий) и стабилизированные кислородом. Частицами, генерирующими лазерное излучение, наиболее часто являются возбуждённые молекулы HF* (DF*).
 В химических лазерах продолжительного действия осуществляют непрерывную закачку и откачку компонентов, что обеспечивает высокий удельный энергосъем и позволяет добиваться высокой мощности. При этом смена реагентов в реакторе должна быть организована за время, более короткое по сравнению со временем «тушения» возбуждённых состояний. Таким образом, уже при невысоких рабочих давлениях обычно необходимо использовать скорости, близкие к скорости звука или сверхзвуковые. Поскольку характерное время диффузии в ламинарном потоке сравнимо со временем жизни возбуждённых состояний или даже превышает его, в конструкции химических лазеров продолжительного действия необходимо обеспечить быстрое и глубокое перемешивание газовых струй. В таких лазерах зона генерации активных частиц (камера наработки, камера сгорания) и зона генерации лазерного излучения пространственно разделены. Основные виды химических лазеров продолжительного действия: