אור לייזר, כמו אור טבעי אחר, מופק על ידי מעברים של אטומים (מולקולות או יונים). עם זאת, בניגוד לאור רגיל, אור הלייזר מסתמך על פליטה ספונטנית רק לתקופה ראשונית קצרה מאוד; התהליך שלאחר מכן נקבע לחלוטין על ידי פליטה מגורה. לכן, לאור הלייזר יש צבע טהור מאוד, כמעט ללא כיווניות סטייה, עוצמת אור גבוהה במיוחד וקוהרנטיות גבוהה.
חיתוך לייזר מנצל את אנרגיית צפיפות ההספק הגבוהה שנוצרת על ידי מיקוד קרן לייזר. תחת שליטה ממוחשבת, הלייזר מופעם לפריקה, ומפיק אור לייזר פועם-שנשנה מבוקר, בתדר גבוה, ויוצר קרן עם תדר ורוחב פולסים ספציפיים. קרן לייזר פועמת זו מועברת ומשתקפת דרך נתיב אופטי וממוקדת אל פני השטח של האובייקט המעובד על ידי קבוצת עדשות ממקדת, ויוצרת כתמים זעירים ובעלי צפיפות- אנרגיה גבוהה. הנקודה המוקדית ממוקמת סמוך לפני השטח לעיבוד, וממיסה או מאדה את החומר באופן מיידי בטמפרטורה גבוהה. כל דופק לייזר באנרגיה גבוהה- מקפיץ באופן מיידי חור זעיר אל פני השטח של האובייקט. בשליטה ממוחשבת, ראש עיבוד הלייזר והחומר המעובד נעים זה לזה באופן רציף על פי תבנית- מראש, ובכך מעצבים את האובייקט לצורה הרצויה.
פרמטרי התהליך (מהירות חיתוך, עוצמת לייזר, לחץ גז וכו') ומסלול התנועה במהלך חיתוך עצים נשלטים כולם על ידי מערכת CNC, והסיגים המותכים בגזרה מועפים על ידי גז עזר בלחץ מסוים.