氦氖激光器結構一般有三種形式：
①內腔式(結構如 圖1)。放電管與諧振腔固定在一起。
②外腔式。放電管與諧振腔完全分開。
③ 半內腔(或半外腔)式。諧振腔中的一塊反射鏡與放電管固定在一起，另一塊則與放電管分開。
放電毛細管內充以氦氖混合氣體，其氣壓比為 5∶1到10∶1，總壓強為133.3～266.6帕(1～2 毫米汞柱)。激光工作物質是氖，起受激輻射作用，氦為輔助氣體，起傳遞能量作用。放電管的陽極一般用鎢棒制成，陰極為鋁或鉬圓筒。
內腔式激光器使用方便，無需調整諧振腔，反射鏡 和放電管之間沒有窗片相隔，光能損失少，但因放電使管受熱變形導致激光輸出下降，穩定性變差，且管長度越長，穩定性越差。
外腔式激光器放電管兩端固定兩塊呈一特殊傾角的窗片。 反射鏡安裝在窗片外，可進行調整以適應多種實驗的要求。腔體受溫度影響較小，輸出的激光為線偏振光。缺點是使用不方便，窗片與軸線的夾角不易調準，影響輸出功率。
半外腔式激光器綜合上述兩種結構的優點，是一種比較理想的激光器。氦氖激光器的輸出功率和激光頻率的穩定性容易控制，光束的單色性、相干性和方向性均好，器件壽命長，結構簡單，價格較低，在工農業生產、科研和教學等方面的應用日趨廣泛，尤其在精密計量、準直導向、流體的流速流量測量和全息照相等方面發揮著重要作用。