激光焊接可通过连续或脉冲激光束实现。激光焊接的原理可分为热传导焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，熔深慢，焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热凹成孔，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。
热传导激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率，熔化工件，形成特定的熔池。

激光焊轮焊接和冶金板焊接的激光焊机主要涉及激光深熔焊接。以下是激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接一般采用连续激光束完成材料连接，其冶金物理工艺与电子束焊接非常相似，即能量转换机制通过小孔（Key-hole）结构完成。在足够高的功率密度激光下，材料蒸发并形成小孔。这个充满蒸汽的小孔就像一个黑体，几乎吸收了所有的入射光束能量，孔腔内的平衡温度达到2500 0C左右，热量从高温孔腔的外壁传递熔化孔腔周围的金属。孔内充满了光束照射下壁材料连续蒸发产生的高温蒸汽，孔周围包围熔融金属，液体金属周围包围固体材料（在大多数传统焊接工艺和激光传导焊接中，能量首先沉积在工件表面，然后通过传输输送到内部）。孔壁外的液体流动和壁表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力保持一致，并保持动态平衡。光束继续进入小孔，小孔外的材料继续流动。随着光束的移动，小孔始终处于稳定的流动状态。也就是说，小孔和围绕孔壁的熔融金属随着前导光束的前进速度向前移动，熔融金属填充小孔移除后留下的间隙，然后冷凝，形成焊缝。所有这些过程都发生得如此之快，使焊接速度很容易达到每分钟几米。