激光切割机是将激光器发出的激光通过光路系统聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射在工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔融或汽化的金属吹走。
随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成狭缝，从而达到切割的目的。
激光切割机在切割过程中，光束通过切割头的透镜聚焦成一个小焦点，从而在焦点处实现高功率密度，切割头固定在 z 轴上。此时，光束输入的热量远远超过材料反射、传导或扩散的部分热量，材料迅速加热到熔化和汽化温度。同时，来自同轴或非同轴侧的高速气流将熔化并将汽化的材料吹出，形成用于材料切割的孔。随着焦点与材料的相对运动，孔形成一条宽度较窄的连续狭缝，完成材料的切割。激光是一种光，与其他自然光一样，是由原子（分子或离子等）的跃迁产生的。但与普通光不同的是，激光一开始只依赖于很短时间的自发发射，而后续过程完全由受激发射决定，所以激光的颜色非常纯正，几乎没有发散方向性，而且极高的发光强度和高连贯性。
激光切割是通过应用激光聚焦产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，激光通过脉冲放电，从而输出受控的重复高频脉冲激光，形成一定频率、一定脉宽的光束。脉冲激光束通过光路传输和反射，聚焦在被加工物体表面，形成微小的、高能量密度的光斑，焦斑位于待加工表面附近，熔化或在瞬间高温下蒸发处理过的材料。每个高能激光脉冲都会在物体表面瞬间溅射出一个小孔。在计算机的控制下，激光加工头与被加工材料按照预先绘制的图案进行连续的相对运动和打点，从而将物体加工成所需的形状。
