當聚焦的激光束照到工件上時，照射區域會急劇升溫以使材料熔化或者氣化。一旦激光束穿透工件，切割過程就開始了：激光束沿著輪廓線移動，同時將材料熔化。通常會用一股噴射氣流將熔融物從切口吹走，在切割部分和板架間留下一條窄縫，窄縫幾乎與聚焦的激光束等寬。

火焰切割
火焰切割是切割低碳鋼時采用的一種標準工藝，采用氧氣作為切割氣體。氧氣加壓到高達 6 bar 后吹進切口。在那里，被加熱的金屬與氧氣發生反應：開始燃燒和氧化。化學反應釋放大量的能量（達到激光能量的五倍）輔助激光束進行切割。

熔化切割
熔化切割是切割金屬時使用的另一種標準工藝。也可以用于切割其他可熔材料，例如陶瓷。
采用氮氣或者氬氣作為切割氣，氣壓 2-20 bar 的氣體吹過切口。氬氣和氮氣是惰性氣體，這意味著它們不和切口中的熔化金屬發生反應，僅僅將它們向底部吹走。同時，惰性氣體可以保護切割邊緣不被空氣氧化。
壓縮空氣切割
壓縮空氣同樣可以用來切割薄板。空氣加壓到 5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金屬。由于空氣中接近百分之80都是氮氣，因此壓縮空氣切割基本上屬于熔化切割。

等離子體輔助切割
如果參數選擇恰當，等離子體輔助熔化切割切口中會出現等離子體云。等離子體云由電離的金屬蒸氣和電離的切割氣組成。等離子體云吸收 CO2 激光的能量并轉化進工件，使更多的能量耦合到工件，材料會更快熔化，從而使切割速度更快。因此，這種切割過程也叫高速等離子體切割。
等離子體云事實上相對于固體激光是透明的，因此等離子體輔助熔化切割只能使用 CO2激光。

氣化切割
氣化切割將材料蒸發，盡可能減小了對周圍材料的熱效應影響。采用連續 CO2 激光加工蒸發低熱量、高吸收的材料就可以達到上述效果，例如薄的塑料薄膜以及木材、紙、泡沫等不熔化的材料。
超短脈沖激光使這項技術可以應用于其他材料。金屬中的自由電子吸收激光并劇烈升溫。激光脈沖不與熔融的粒子和等離子體反應，材料直接升華，沒有時間將能量以熱量的形式傳給周圍材料。皮秒脈沖燒蝕材料時沒有明顯的熱效應，沒有熔化和毛刺形成。