激光加工是指将激光作为热源进行的热加工。由于激光具有极好的方向性的极高的功率密度，所以近年来，它在打孔、切割、焊接、光刻等许多方面得到广泛的应用。
1966年用机械方法在金刚石拉丝模上打一个深1.25毫米的孔需24小时，而目前采用激光打孔只需不到2秒钟；而且大大降低了加工成本，提高了加工精度。
使用激光可以切割木材、布匹、塑料、玻璃、陶瓷、各种金属或合金材料。使用激光切割材料，精度可高达百分之几毫米，而且不变形，一般不需后续加工。用激光切割一种特硬陶瓷材料，速度是金刚石刀具的10倍，并且能方便地进行曲线切割。使用激光可焊接多种金属和非金属材料，并使生产率比传统的焊接办法提高几倍到十几倍。
值得一提的是采用激光技术提高光刻的分辨率对于制造大规模集成电路具有重要意义。
目前，一些发达国家正在积极研究将激光加工机、计算机和机器人等组成柔性加工系统，用于多品种，小批量的产品加工，前景十分诱人。