Lasersulatusleikkauksessa työkappale sulatetaan paikallisesti ja työnnetään sitten ulospäin kaasuvirran avulla. Koska materiaalin siirto tapahtuu vain sen nestemäisessä tilassa, prosessia kutsutaan lasersulatusleikkaukseksi.
Lasersäde yhdistettynä erittäin{0}}puhtaaan inerttiin leikkauskaasuun pakottaa sulan materiaalin pois urasta, kun taas kaasu itse ei osallistu leikkausprosessiin. Lasersulatusleikkauksella voidaan saavuttaa suurempi leikkausnopeus kuin höyrystysleikkauksella. Höyrystymiseen tarvittava energia on tyypillisesti suurempi kuin materiaalin sulattamiseen tarvittava energia. Lasersulatusleikkauksessa lasersäde absorboituu vain osittain. Suurin leikkausnopeus kasvaa lasertehon kasvaessa ja pienenee lähes käänteisesti levyn paksuuden ja materiaalin sulamislämpötilan kasvaessa. Tietylle laserteholle rajoittavia tekijöitä ovat kaasun paine urassa ja materiaalin lämmönjohtavuus. Lasersulatusleikkaus voi tuottaa oksidivapaata -leikkausta rauta- ja titaanimateriaaleille. Lasertehotiheys, joka tuottaa sulamisen mutta ei höyrystymistä, on teräkselle 10⁴ W/cm² ja 10⁵ W/cm².
