当功率密度大于10⁶～10⁷瓦/厘米²的激光束作用于焊件表面时，激光束功率密度大于材料蒸发所需要的临界功率密度，热输入速率远大于热传导、对流及辐射散热的速率，焊件表面材料蒸发产生反冲压力，使熔融金属表面下陷形成小孔。

激光深熔焊的能量转换是通过“小孔”机制来实现的。激光束作用于小孔内壁，在小孔内部经多次反射吸收，深入到小孔底部。小孔像黑体一样将射入的激光能量几乎完全吸收，热量从高温孔腔外壁传递出来，使孔腔周围的金属熔化，形成高深宽比的熔池。孔腔外熔体流动、腔层表面张力与腔内蒸汽压力等保持动态平衡，随着激光束的移动，小孔始终处于流动的稳定状态；熔体充填小孔移开后留下空隙，并凝固形成焊缝，从而完成焊件的连接。

激光深熔焊分为纯激光、激光-电弧复合和激光填丝三种方式。激光深熔焊的一次性焊透厚度随着激光束功率密度的增大而增大。

激光深熔焊具有以下优点：①与电子束焊相比，激光深熔焊可在大气环境中采用局部气体保护方式进行，焊件尺寸不受限制。②能量密度极高，穿透能力强，已实现一次性焊接40毫米厚度的钢板。③焊接速度快，线能量小，焊接热影响区和变形均很小。缺点是设备一次投资费用偏高，接头加工和装配精度要求高，难以焊接反射率高的金属材料等。