Laser helowo-neonowy to laser gazowy, czyli taki w którym ośrodkiem czynnym jest gaz, mieszanina gazów lub mieszanina gazów i par metalu. Szczególna cecha takiego ośrodka aktywnego jest mała gęstość. W rezultacie widmo energetyczne cząsteczek aktywnych nie ulega zniekształceniu na skutek oddziaływania z sąsiednimi cząsteczkami aktywnymi. Z tego powodu poziomy energetyczne w widmie gazów są wąskie, co pozwala skoncentrować energię promieniowania lasera gazowego w kilku lub nawet w jednym modzie. W laserze helowo-neonowym ośrodkiem aktywnym jest mieszanina helu i neonu w stosunku 10:1, zamknięta w rurze ze szkła kwarcowego. Do elektrod znajdujących się na końcach rury przyłożone jest wysokie napięcie, w wyniku czego w rurze powstaje różnica potencjałów, która przyspiesza elektrony i jony do dużych prędkości. Rozpędzone elektrony uderzają przede wszystkim w atomy helu i wzbudzają je do wyższych poziomów energetycznych. Następnie wzbudzone atomy helu uderzając w atomy neonu przekazują im swoją energię, przenosząc je na metatrwałe poziomy energetyczne, same wracają wtedy na podstawowy poziom energetyczny. Uzyskiwana jest w ten sposób inwersja obsadzeń w atomie neonu.
Laser He-Ne emituje wiązkę światła o długości λ = 632,8 nm (barwa czerwona). Dwa zwierciadła umieszczone w rurze wyładowczej lub na zewnątrz, tworzą układ rezonatora. Gdy zwierciadła są na zewnątrz światło może wychodzić z rury poprzez okienka umieszczone pod kątem Brewstera i wtedy światło lasera jest spolaryzowane. Sprawność lasera nie jest większa niż 0,1%.
