进行激光钻孔时，具有高辐射强度的短激光脉冲会在短时间内将能量施加到工件之中。这样一来，工件材料就会熔化和蒸发。脉冲能量越大，熔化和蒸发的材料也就越多。在蒸发过程中，已钻孔位内的材料体积会急剧膨胀，产生了很高的压力。这种蒸汽压力会将已熔化的工件材料从已钻孔位中推出。激光钻孔的一大特点就是使用皮秒级的超短脉冲激光器进行激光加工。这种加工方式可使工件材料升华，所有材料无需经过熔化就可直从固态蒸发，同时部件也未受加热。 近年来已有多种钻孔工艺基于此基本原理被开发出来。
钻孔
在激光钻孔的过程中，激光束以无接触的方式在不同工件材料中加工出孔位，尺寸由小到大。
单脉冲钻孔和冲击钻孔
在最简单的情况下，脉冲能量相对较高的单个激光脉冲即可钻出孔位。通过这种方式可非常快速地钻出许大量孔位。而在冲击钻孔过程中，则通过脉宽和脉冲能量较小的多个激光脉冲来完成钻孔。相较于单脉冲钻孔，这种钻孔工艺可加工出更深、更精确的孔位，并且还能达到更小的孔位直径。
旋切钻孔
旋切钻孔工艺同样也是通过多个脉冲加工出孔位。激光器先利用冲击钻孔工艺制作出一个初始孔位。然后激光器会在工件上方以数个逐渐增大的环形轨迹移动，以将初始孔位扩大。在此过程中，绝大部分已融化的材料会被向下从已钻孔位中推出。
螺旋钻孔
与旋切钻孔工艺不同，螺旋打孔工艺不会制作起始孔位。在发射首个激光脉冲之时，激光器会在工件材料上方以一个环形轨迹移动。这样就会使很多材料向上溢出。激光器的移动轨迹就如同一个螺旋楼梯并逐渐向下。在此过程中焦点会被跟踪，以使其始终位于所钻孔位的底部。如果激光已经穿透了材料，则激光器还可再补转几圈。目的是将所钻孔位的底边扩大，使边缘更加平滑。利用螺旋打孔可加工出尺寸和深度较大且高质量的孔位。
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