Під час лазерного різання плавленням заготовка локально розплавляється, а потім викидається назовні потоком газу. Оскільки перенесення матеріалу відбувається лише в його рідкому стані, процес називається лазерним різанням плавленням.
Лазерний промінь у поєднанні з-інертним різальним газом високої чистоти відштовхує розплавлений матеріал від пропилу, тоді як сам газ не бере участі в процесі різання. Лазерне різання плавленням може досягти більшої швидкості різання, ніж різання випаровуванням. Енергія, необхідна для випаровування, як правило, вища, ніж необхідна для плавлення матеріалу. При лазерному різанні плавленням лазерний промінь поглинається лише частково. Максимальна швидкість різання зростає зі збільшенням потужності лазера і зменшується майже зворотно пропорційно збільшенню товщини листа і температури плавлення матеріалу. Для заданої потужності лазера лімітуючими факторами є тиск газу на пропилі та теплопровідність матеріалу. Лазерне різання плавленням дає-безоксидний розріз для чорних і титанових матеріалів. Щільність потужності лазера, яка викликає плавлення, але не випаровування, становить від 10⁴ Вт/см² до 10⁵ Вт/см² для сталі.
