Les répliques de cette catégorie fonctionnent à l'aide de cartouches CO2. La pression du CO2 étant supérieure à celle du gaz, les performances obtenues sont meilleures. Certains modèles ont une grande précision et une portée au delà des 70m. La finition des répliques CO2 est en métal. Si il est écrit "CO2 & Gas" dans la description du produit, c'est que la réplique peut fonctionner au CO2 comme au gaz, ce qui augmente les possibilités et donc la flexibilité. Les chargeurs de gaz et de CO2 étant différents, il y a un espace vide avec les chargeurs de gaz dû à la place utilisée par la cartouche de CO2.
Un grand avantage des répliques au CO2 est que le CO2 est facilement utilisable dans les environnements froids et sont recommandés pour l'hiver. De plus, certains fabricants ont réduit la puissance de sorte à atteindre les 350 FPS.
Le mécanisme de la réplique doit être entretenu avec de l'huile de silicone de temps en temps. Il ne doit pas être graissé avec de la vraie graisse à fusil sous peine de nuire au bon fonctionnement de la réplique. Sauf indication contraire dans les détails du produit, les répliques fonctionnent en semi-automatique.
Les pistolets et revolvers sont fournis sans CO2, les cartouches doivent être achetées séparément.