Светолучевая, или лазерная обработка, получила наибольшее распространение. Лазер — источник электромагнитного излучения, видимого инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул. Аббревиатура «лазер» — от начальных букв английской фразы «Усиление света в результате вынужденного излучения».

Вынужденное излучение происходит при столкновении кванта с электроном верхнего энергетического уровня, отдающего квант энергии при переходе на нижний уровень. Усиление получается в результате того, что первый квант не исчезает, а летит дальше вместе с вновь рожденным квантом. Так получается вынужденное увеличение потока квантов, пока не кончается их путь в активном веществе. Чем длиннее этот путь, тем более мощную лавину квантов можно получить.

В твердотельных лазерах активным веществом являются узкие стержни из искусственного рубина (кристаллическая окись алюминия, где часть атомов алюминия замещена на атомы хрома, которые и являются рабочими телами), в которые сперва закачивают энергию (их приводят в возбужденное состояние путем облучения светом), а затем они отдают энергию в виде светового потока.

Торцы стержня отполированы и покрыты серебром, образуя зеркала. Один торец отражает 100% светового потока, другой — 90%. При многократном отражении от торцов стержня происходит колоссальное усиление первоначального излучения, которое выходит через полупрозрачное зеркало и, будучи сфокусировано системой линз, образует луч света высокой интенсивности (до 100000 кВт/см2). Для сравнения: плотность энергии газовой сварки — 5 кВт/см².

Такой концентрированный поток энергии дает возможность получения:
• обработки отверстий диаметром 0,003-1 мм и шероховатостью Ra = 0,4-0,1 мкм в труднообрабатываемых материалах;
• изготовления отверстий до 10 мкм в алмазных фильерах для волочения проволоки.