Erilaiset laserleikkauslaitteet vaihtelevat käytetyn laserin tyypin ja sen mukaan, miten laser liikkuu käytön aikana. Leikkaamiseen käytettävät ensisijaiset laserit ovat hiilidioksidi (CO2) -laserit ja puolijohdelaserit, joissa käytetään lasi- tai kristallivahvistusväliainetta, joka on seostettu neodyymillä (Nd). Laserleikkauskoneiden fyysinen kokoonpano voidaan luokitella kolmeen luokkaan, nimeltään lentävä optiikka, liikkuva materiaali ja hybridijärjestelmät. Lasereiden lähtö voi olla joko pulssi tai jatkuva. Joissakin laserleikkausjärjestelmissä, joita kutsutaan lasermikrosuihkuiksi, on vesisuihku, joka auttaa leikkausprosessia.
CO2 -laserit ovat eräänlainen kaasulaseri, joka käyttää vahvistusväliainetta, joka koostuu hiilidioksidista, typestä ja heliumista, ja voi sisältää myös vetyä, ksenonia tai vesihöyryä. Vahvistusväliaine jännittää tai pumppaa sähköä tuottamaan infrapunavalonsäteen. Niillä voi olla erittäin suuri teho, ja jotkut teolliset CO2 -laserit tuottavat useita kilowatteja. CO2 -lasereita käyttäviä laserleikkauslaitteita käytetään metalleille, kuten teräkselle ja alumiinille, sekä muille materiaaleille, kuten muoville, kankaalle ja puulle.
Neodyymiseostetut laserit ovat lasereita, joissa käytetään harvinaisten maametallien neodyymillä seostettua kiinteää vahvistusväliainetta, joka pumpataan diodilaserilla tai salamalaitteella. Yleisin väliaine on neodyymiseostettu yttrium-alumiinigranaatti (Y3Al5O12) tai Nd: YAG. Muita lasereissa käytettyjä neodyymi-seostettuja materiaaleja ovat yttriumortovanadaatti (YVO4), yttrium-litiumfluoridi (LiYF4) ja lasi, joka koostuu pääasiassa piidioksidista (SiO2). Nämä laserit voivat myös olla erittäin tehokkaita ja niitä käytetään pääasiassa metallien ja keramiikan leikkaamiseen.
Useimmat laserleikkauslaitteet on määritetty yhdellä kolmesta tavasta. Liikkuvan materiaalin laserissa työstettävä materiaali on liikkuvaa. Lentävässä optiikkalaserissa työstettävä materiaali on paikallaan, kun laser liikkuu sen päällä molemmilla vaaka -akseleilla. Hybridilaserissa työkappaletta liikutetaan yhdellä vaaka -akselilla, tavallisesti pidemmällä kahdesta, kun taas laser on liikkuva toisella vaaka -akselilla. Samoin laserleikkauslaitteet, jotka voivat leikata suuremmalla määrällä akseleita, nimeltään moniakseliset laserleikkurit, vaihtelevat rakenteeltaan sen mukaan, liikutetaanko työkappaletta vai leikkuupäätä jokaisen akselinsa suhteen.
Jokaisella kokoonpanolla on erilaisia etuja. Lentävät optiikkakoneet ovat nopeampia kuin muut tyypit. Liikkuvan materiaalin laserit ovat hitaimpia, mutta niissä on yksinkertaisemmat optiset järjestelmät. Hybridilaserit ovat nopeampia kuin liikkuvan materiaalin laserit, mutta niillä on parempi energiatehokkuus ja vähemmän monimutkainen optiikka kuin lentävällä optiikkalaitteella.
Leikkaava lasersäde voidaan pulssoida, ja se laukaisee sarjan lyhyitä mutta nopeita valopulsseja. Pulssilaserit ovat hyödyllisiä sovelluksissa, jotka vaativat suurta energiantuotantoa ja kestävät vain lyhyen ajan. Niitä käytetään myös lämpöherkille materiaaleille, jotka voivat sulaa, jos ne altistuvat jatkuvalle säteelle. Pulssipalkkeja käytetään myös lasermikro- suuttimissa, joissa vesisuihku auttaa suuntaamaan säteen ja jäähdyttämään käsiteltävän materiaalin.