Lazer temizlemenin temel prensibi, yüksek enerjili bir lazer ışınının metal bir yüzeye çarptığı zaman, pas tabakasının veya kirletici maddelerin spesifik lazer dalga boyunu alttaki metal alt tabakaya göre çok daha kolay bir şekilde absorbe etmesi gerçeğine dayanır. Darbeli lazer yüzeyle etkileşime girdiğinde pas tabakası enerjiyi hızla emer ve ısınır, termal genleşmeyi, buharlaşmayı veya plazma şok dalgalarını tetikleyerek alt tabakadan ayrılıp çıkarılmasına neden olur. Bu işlem, lazer enerji yoğunluğunu alt tabakanın hasar eşiğinin altında tutmak için hassas bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir; aksi halde metal yüzey zarar görebilir.
Ekipman yapısı açısından, bir lazer temizleme makinesi öncelikle bir lazer kaynağı, bir optik iletim sistemi, bir tarama galvanometresi, bir kontrol sistemi ve bir yardımcı soğutma ünitesinden oluşur. Lazer kaynağı, çıkış dalga boyunu, darbe genişliğini ve tepe gücünü belirleyen temel bileşendir; tarama galvanometresi, iş parçası yüzeyi boyunca ışının yolunu ve hızını kontrol eder; ve kontrol sistemi, değişen pas derecelerine ve farklı alt tabaka özelliklerine uyum sağlamak için darbe frekansını, enerji çıkışını ve tarama modellerini düzenler. Bazen ekipman spesifikasyonlarında bahsedilen jet basıncı ve su akışı gibi parametreler, lazer temizleme işleminin doğrudan çalışma parametreleri değildir; bunun yerine, ayrılmış kalıntıları temizlemek veya optik bileşenleri soğutmak için kullanılan yardımcı hava püskürtme veya su soğutma sistemleriyle ilgilidir; bu, ekipmanın muhtemelen yardımcı temizleme işlevlerini entegre ettiğini gösterir.