激光雕刻加工是激光系統最常用的應用。根據激光束與材料相互作用的機理，大體可將激光加工分為激光熱加工和光化學反應加工兩類。激光熱加工是指利用激光束投射到材料表面產生的熱效應來完成加工過程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光鐳射打標、激光鉆孔和微加工等;光化學反應加工是指激光束照射到物體，借助高密度激光高能光子引發或控制光化學反應的加工過程。包括光化學沉積、立體光刻、激光雕刻刻蝕等。
原理
激光加工是利用光的能量經過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度，靠光熱效應來加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小，可加工各種材料。用激光束對材料進行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 某些具有亞穩態能級的物質，在外來光子的激發下會吸收光能，使處于高能級原子的數目大于低能級原子的數目——粒子數反轉，若有一束光照射，光子的能量等于這兩個能相對應的差，這時就會產生受激輻射，輸出大量的光能。
特點
從全球激光產品的應用領域來看，材料加工行業仍是其主要的應用市場，占比為35.2%;通信行業排名第二，其所占比重為30.6%;另外，數據存儲行業占據第三位，其所占比重為12.6%。
與傳統加工技術相比，激光加工技術具有材料浪費少、在規模化生產中成本效應明顯、對加工對象具有很強的適應性等優勢特點。在歐洲，對高檔汽車車殼與底座、飛機機翼以及航天器機身等特種材料的焊接，基本采用的是激光技術。
1、激光功率密度大，工件吸收激光后溫度迅速升高而熔化或汽化，即使熔點高、硬度大和質脆的材料(如陶瓷、金剛石等)也可用激光加工;
2、激光頭與工件不接觸，不存在加工工具磨損問題;
3、工件不受應力，不易污染;
4、可以對運動的工件或密封在玻璃殼內的材料加工;
5、激光束的發散角可小于1毫弧，光斑直徑可小到微米量級,作用時間可以短到納秒和皮秒,同時,大功率激光器的連續輸出功率又可達千瓦至十千瓦量級，因而激光既適于精密微細加工,又適于大型材料加工;
6、激光束容易控制,易于與精密機械、精密測量技術和電子計算機相結合，實現加工的高度自動化和達到很高的加工精度;
7、在惡劣環境或其他人難以接近的地方，可用機器人進行激光加工。
