激光是高度集中的单一波长光束。对于每种波长的光，不同的材料会以不同的量吸收、反射和透射该光。
激光束是一束强度极高的光，波长或颜色单一。在典型的 CO2 激光，其波长位于光谱的红外部分，因此人眼无法看到。光束从产生光束的激光谐振器穿过激光切割机的光束路径时，直径只有约 3/4 英寸。它可能被多个镜子或“光束弯曲器”反射到不同的方向，然后最终聚焦到板上。聚焦的激光束在击中板之前会穿过喷嘴孔。压缩气体（例如氧气或氮气）也会流过该喷嘴孔。
高功率密度可使材料快速加热、熔化并部分或完全汽化。切割低碳钢时，激光束的热量足以启动典型的“氧燃料”燃烧过程，激光切割气体将是纯氧，就像氧燃料割炬一样。切割不锈钢或铝时，激光束只是熔化材料，高压氮气用于将熔融金属从切口吹出。
上 激光切割机，激光切割头按照所需部件的形状在金属板上移动，从而将部件从板上切割下来。电容式 h8 控制系统在喷嘴末端和被切割的板之间保持非常精确的距离。这个距离很重要，因为它决定了焦点相对于板表面的位置。从板表面正上方、表面或表面正下方升高或降低焦点可能会影响切割质量。
激光切割机的工作原理是将一束激光聚焦到一块材料上。激光的功率非常高，聚焦后，它会将要切割的材料的温度升高到足以在光束聚焦的小区域内熔化或蒸发材料的温度。通常，会使用辅助气体来帮助将熔融材料从切割区域推开。这对于切割金属或胶合板等厚板材料尤其如此。
为了切割形状，激光头需要移动，使用某种形式的龙门架将光束定位在新材料上，从而切割出一条线而不是一个小针孔。运动系统的类型包括齿条和小齿轮、滚珠丝杠和线性电机。线性电机最昂贵，但速度最快，精度最高。齿条和小齿轮提供几乎相同的速度和精度，但价格较低。一些小型业余爱好者激光机也可能使用正时皮带和步进电机来移动激光头。在所有情况下，具有伺服和编码器反馈的系统大大提高了激光头的精度 激光切割系统，就像刚性框架一样，可以隔离振动。
对于激光切割操作而言，选择一种能被待切割材料高度吸收的波长非常重要。
当激光能量照射到材料表面时，材料会吸收大量能量，从而迅速升温至熔化温度以上并达到降解温度。
在降解温度下，材料会分解并崩解。发生这种情况时通常会释放烟雾或烟气。
切口边缘可能会被加热到较低水平，实际上会熔化并重新成形。这实际上可以用作一种密封机制，对纤维材料很有用，例如，可以防止穿线。
使用激光切割机时，最好调整激光束的角度，避免切割过程中产生的烟雾积聚在激光光学元件上形成烟灰。此外，切割（或焊接）高反射率表面时，必须防止激光束从表面反射回激光光学元件，否则可能会损坏元件。
