Krátký impuls laseru s vysokou hustotou výkonu dodává energii při vrtání laserem do obrobku ve velmi krátké době. Tím taví a odpařuje materiál. Čím větší je energie impulsu, tím více se materiál taví a odpařuje. Při odpařování se prudce zvětší objem materiálu ve vrtaném otvoru a vznikne vysoký tlak. Tento tlak páry vypudí roztavený materiál z otvoru ven.
Zvláštnost představuje obrábění lasery s ultrakrátkým impulsem v pikosekundovém rozsahu. Materiál se přitom odpaří sublimací přímo bez roztavení materiálu z pevného skupenství - součást se přitom nezahřívá.
V průběhu času se ze základního principu vyvinulo několik metod vrtání: