Un laser cu heliu-neon se bazează pe un tub umplut cu un amestec de heliu și neon gazos. O descărcare electrică incandescentă excită atomii de heliu, care își transferă energia către atomii de neon în timpul coliziunilor. Neonul are mai multe tranziții laser, cea mai populară fiind în regiunea spectrală roșie la 632,8 nm, cu altele la 1,15 µm, 543,5 nm (verde), 594 nm (galben), 612 nm (portocaliu) și 3,39 µm. O anumită lungime de undă este selectată prin utilizarea unor oglinzi rezonatoare adecvate. Din cauza câștigului scăzut al laserului, pierderea rezonatorului trebuie să fie mică, de obicei sub 1%.
Configurarea de mai sus se bazează pe un tub de sticlă care poate fi utilizat cu diferite seturi de oglinzi și se termină cu ferestre Brewster. Dispozitivele low-cost au adesea oglinzi interne care nu pot fi schimbate.
Laserele HeNe tipice au o celulă de gaz cu o lungime de aproximativ 20 cm și pot genera o putere de ieșire de câțiva miliwați în regim de funcționare în undă continuă la 632,8 nm, folosind câțiva wați de energie electrică. Calitatea fasciculului este, de obicei, excelentă.
Laserele cu heliu-neon, în special dispozitivele standard care funcționează la 632,8 nm, sunt adesea utilizate în scopuri de aliniere și sunt în concurență cu diodele laser, care sunt mai compacte și mai eficiente, dar au proprietăți mai puțin convenabile ale fasciculului.