En helium-neonlaser bygger på ett rör som är fyllt med en blandning av helium och neongas. En elektrisk glödladdning exciterar heliumatomer, som överför sin energi till neonatomer under kollisionerna. Neon har flera laserövergångar, varav den mest populära är i det röda spektralområdet vid 632,8 nm, med andra vid 1,15 µm, 543,5 nm (grönt), 594 nm (gult), 612 nm (orange) och 3,39 µm. En viss våglängd väljs med hjälp av lämpliga resonatorspeglar. På grund av den låga laserförstärkningen måste resonatorförlusten vara liten, vanligtvis under 1 %.
Ovanstående uppställning bygger på ett glasrör som kan användas med olika spegeluppsättningar och är avslutat med Brewsterfönster. Lågprisanordningar har ofta interna speglar som inte kan bytas ut.
Typiska HeNe-lasrar har en gascell med en längd på ungefär 20 cm, och de kan generera några milliwatts utgångseffekt i kontinuerlig vågdrift vid 632,8 nm, med hjälp av flera watt elektrisk effekt. Strålkvaliteten är vanligtvis utmärkt.
Helium-neonlasrar, särskilt de standardanordningar som arbetar vid 632,8 nm, används ofta för inriktningsändamål och konkurrerar med laserdioder, som är mer kompakta och effektiva men har mindre bekväma strålegenskaper.