עיבוד לייזר הוא היישום הנפוץ ביותר של מערכות לייזר. על פי מנגנון האינטראקציה בין קרן הלייזר לחומר, ניתן לחלק את עיבוד הלייזר באופן גס לעיבוד תרמי בלייזר ותהליך תגובה פוטוכימי. עיבוד תרמי בלייזר הוא שימוש בקרן לייזר על פני החומר כדי לייצר אפקטים תרמיים להשלמת התהליך, כולל חיתוך בלייזר, סימון בלייזר, קידוח בלייזר, ריתוך בלייזר, שינוי פני השטח ומיקרו-עיבוד שבבי.
עם ארבעת המאפיינים העיקריים של בהירות גבוהה, כיווניות גבוהה, מונוכרומטיות גבוהה וקוהרנטיות גבוהה, לייזר הביא כמה מאפיינים ששיטות עיבוד אחרות אינן זמינות. מכיוון שעיבוד הלייזר הוא ללא מגע, ללא השפעה ישירה על חומר העבודה, ללא עיוות מכני. עיבוד הלייזר אינו כרוך בבלאי "כלי" או ב"כוח חיתוך" הפועל על חומר העבודה. בעיבוד הלייזר, קרן הלייזר בעלת צפיפות אנרגיה גבוהה, מהירות עיבוד, עיבוד מקומי, אתרים ללא קרינת לייזר ללא השפעה או השפעה מינימלית. קרן הלייזר קלה לכיוון, למקד ולכוון כדי להשיג טרנספורמציה, בקלות ובאמצעות מערכות CNC לעיבוד חומרי עבודה מורכבים. לכן, לייזר היא שיטת עיבוד גמישה ביותר.
כטכנולוגיה מתקדמת, עיבוד לייזר נמצא בשימוש נרחב בייצור טקסטיל ובגדים, הנעלה, מוצרי עור, אלקטרוניקה, מוצרי נייר, מכשירי חשמל, פלסטיק, תעופה וחלל, מתכת, אריזות וייצור מכונות. עיבוד לייזר מילא תפקיד חשוב יותר ויותר בשיפור איכות המוצר, פריון העבודה, אוטומציה, אי-זיהום והפחתת צריכת חומרים.
חריטה וניקוב בלייזר של בגדי עור