没有光学系统，co2激光打标机是无法正常工作的。针对激光打标机工作方式的不同，光学系统也是各式各样的，当他们都包括扩束镜（使激光器发出的激光束直径变大并缩小激光束的发散角X光学聚焦透镜（使作用在工件表面的激光光斑直径尽可能变小）和反射镜（用以改变激光束的方向X一个70W的连续激光器所发出的光能与一个70W的普通灯泡所发出的光能是差不多的。

普通灯泡是被设计为用来照明的，它发出的光线是向四面八方照射的，与灯泡不同的是co2激光打标机激光器发出的光线集中在一个很小的范围。所以激光的能量密度（单位面积上的能量）远远大于灯泡的能量密度的。

co2激光打标机打标效果决定于工件表面所承受的能量密度，而不是激光的功率。为了能够很好地逬行激光打标，必须进一步提高激光的能量密度。这有两个方法：一个是提高激光器的激光输出功率般地说这是困难或得不偿失的；还有一个方法是将激光器发出的激光束逬一步变细，这需要一套光学系统。使激光束变细是很简单的，只需有一个聚焦透镜将激光束聚焦到一个很小的点。

co2激光打标机激光器发出的激光并不是理想的平行光，它有一个很小的发散角，这一很小的发散角会影响到聚焦透镜的聚焦效果。所以在聚焦透镜之前要有—个扩束镜用以压低光束的发散角。扩束镜除了可以压低光束的发散角外，还可以扩大激光输出光束的直径。我们知道，聚焦后光斑的大小取决于入射光束直径和聚焦透镜的焦距：入射光束直径越大，聚焦后光斑直径越小。

入射光束直径的增大，还可以降低co2激光打标机光路中使激光光束改变方向的反射镜上的激光能量密度，保证了反射镜在长时间工作时不被激光束烧坏。按照聚焦透镜在光路中相对于反射镜所处的位置，可以分为前聚焦和后聚焦两种方式。