În cazul sudurii cu conductivitate termică, fasciculul laser topește piesele care trebuie îmbinate de-a lungul punctului de îmbinare. Topiturile se amestecă și se întăresc, rezultând un cordon de sudură. Sudura cu conductivitate termică este utilizată pentru îmbinarea pieselor cu pereți subțiri, de exemplu, pentru îmbinări de colț la nivelul muchiilor vizibile ale carcaselor. De asemenea, aceasta este utilizată și pentru aplicații din domeniul electronic.
Laserul produce o îmbinare sudată netedă și rotunjită, care nu mai trebuie prelucrată ulterior. Pentru aplicațiile menționate sunt adecvate laserele cu mediu solid cu impulsuri sau cu regim de undă continuă. La sudura cu conductivitate termică, energia ajunge în piesă doar prin conductivitate termică. De aceea, adâncimea îmbinării se poate situa exclusiv între câteva zecimi de milimetru și 1 milimetru. Lățimea sudurii este întotdeauna mai mare decât adâncimea acesteia. În cazul în care căldura nu poate fi eliminată suficient de rapid, temperatura de prelucrare crește peste temperatura de vaporizare. Se formează vapori de metal, adâncimea de sudare crește brusc, iar procesul se transformă în sudură în adâncime.