A lézersugár bemeneti hője (fényenergiából átalakítva) messze meghaladja az anyag által visszavert, vezetett vagy szórt hőt. Az anyag gyorsan párolgási hőmérsékletére melegszik, elpárolog és lyukat képez. Ahogy a gerenda lineárisan mozog az anyaghoz képest, folyamatosan nagyon keskeny (kb. 0,1 mm) bevágás keletkezik. A vágott él hőhatás-zónája minimális, ami gyakorlatilag nem deformálódik a munkadarabban. A vágandó anyaghoz megfelelő segédgázt adagolunk a vágási folyamat során. Az acélvágásnál az oxigént segédgázként használják, hogy exoterm kémiai reakciót hozzon létre az olvadt fémmel, oxidálja az anyagot, és ezzel egyidejűleg segíti a salak elfújását a vágáson belül. A sűrített levegőt műanyagok, például polipropilén vágására, míg az inert gázt gyúlékony anyagok, például pamut és papír vágására használják. A fúvókába jutó segédgáz a fókuszáló lencsét is hűti, így megakadályozza, hogy füst és por kerüljön az objektívtartóba, szennyezze az objektívet, és túlmelegedést okozzon.
A legtöbb szerves és szervetlen anyag lézerrel{0}}vágható. Az ipari gyártásban jelentős szerepet játszó fémfeldolgozó iparban számos fémanyag, keménységüktől függetlenül, deformáció nélkül vágható (a legfejlettebb fémlézeres vágógépek akár 20 mm vastagságú ipari acélt is képesek vágni). Természetesen az erősen fényvisszaverő anyagok, mint az arany, ezüst, réz és alumíniumötvözetek is jó hővezetők, így a lézervágás nehézkes, sőt lehetetlen (néhány nehezen--vágható anyag impulzusos lézersugarakkal is vágható, mert az impulzushullám rendkívül magas csúcsteljesítménye miatt az anyag abszorpciós együtthatója meredeken megnő).
