雷射焊接的原理主要可以分為熱傳導型焊接和雷射深熔焊接兩種方式。具體如下：
熱傳導型焊接。雷射輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制雷射脈衝的寬度、能量、峰功率和重複頻率等雷射參數，使工件熔化，形成特定的熔池。
雷射深熔焊接。當雷射功率密度大於105~107W/cm²時，金屬表面受熱作用下凹成「孔穴」，形成深熔焊，具有焊接速度快，深寬比大的特點。在足夠高的功率密度雷射照射下，材料產生蒸發並形成小孔，這個充滿蒸氣的小孔幾乎吸收全部的入射光束能量，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態金屬四周包圍著固體材料。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持並保持著動態平衡。光束不斷進入小孔，小孔外的材料在連續流動，隨著光束移動，小孔始終處於流動的穩定狀態。