光纖激光切割機的工作原理主要是利用高功率密度激光束對工件進行加工。通過聚焦鏡片將光斑照射在材料表面，使材料迅速熔化、汽化和燒蝕從而實現切削。

具體來說，機器中的半導體激光器產生出大功率的可見紅光后，經過反射鏡傳遞給脈沖透鏡；再由脈沖透鏡聚集起更多的能量之后射向下面的光學諧振腔，當足夠的能量進入該區域時會產生大量的熱能并被工作物吸收而快速加熱到氣化的溫度；此時高速氣流沖出切口形成白煙并有少量的金屬蒸散發出來；同時在電腦控制系統控制下的機械系統會移動至下一個位置并對下一塊需要處理的部位發射同樣強度的光線實現連續的高速自動切割。