En helium-neonlaser er baseret på et rør, der er fyldt med en blanding af helium og neongas. En elektrisk glødeudladning exciterer heliumatomer, som overfører deres energi til neonatomer under kollisionerne. Neon har flere laserovergange, hvoraf den mest populære er i det røde spektralområde ved 632,8 nm, med andre ved 1,15 µm, 543,5 nm (grøn), 594 nm (gul), 612 nm (orange) og 3,39 µm. En bestemt bølgelængde vælges ved hjælp af passende resonatorspejle. På grund af den lave laserforøgelse skal resonatortabet være lille, typisk under 1 %.
Overstående opsætning er baseret på et glasrør, der kan anvendes med forskellige spejlsæt, og som er afsluttet med Brewster-vinduer. Lavprisapparater har ofte interne spejle, som ikke kan udskiftes.
Typiske HeNe-lasere har en gascelle med en længde på ca. 20 cm, og de kan generere en udgangseffekt på få milliwatt i kontinuerlig bølgedrift ved 632,8 nm ved hjælp af flere watt elektrisk effekt. Strålekvaliteten er normalt fremragende.
Helium-neonlasere, især de standardapparater, der opererer ved 632,8 nm, anvendes ofte til justeringsformål og konkurrerer med laserdioder, som er mere kompakte og effektive, men har mindre bekvemme strålegenskaber.