与熔融切割不同，激光氧化切割使用活性氧作为辅助气体。由于氧与已经受热的金属材料发生化学反应，释放出大量的热量，使这些材料被二次加热。
在激光束的照射下，材料表面迅速加热到燃点温度。然后与氧气剧烈的燃烧反应，放出大量的热量。在这种热量的作用下，材料内部形成一个充满蒸汽的孔。
氧气流量越大，氧化化学反应和吹除材料熔渣速度越快。但是，如果氧气速度过快，会导致切割缝隙处的材料处迅速冷却，对切割质量产生负面影响。
切割过程中有两种热源：激光束照射能量和化学反应产生的热量。据估计，在切割碳钢时，氧化反应产生的热能占切割所需能量的60%。
在氧化切割过程中，如果氧化燃烧速度高于激光束的移动速度，则狭缝将变得更宽、更粗糙；否则，如果移动速度慢，则狭缝将变得更窄、更光滑。