U laserskom rezanju topljenjem, radni komad se lokalno topi, a zatim izbacuje strujanjem plina. Budući da se prijenos materijala događa samo u tekućem stanju, proces se naziva lasersko rezanje topljenja.
Laserski snop u kombinaciji sa inertnim plinom za rezanje visoke{0}}čistoće tjera rastopljeni materijal dalje od utora, dok sam plin ne učestvuje u procesu rezanja. Rezanje laserskim topljenjem može postići veće brzine rezanja od rezanja vaporizacijom. Energija potrebna za isparavanje je obično veća od one potrebne za topljenje materijala. Kod laserskog sečenja topljenja laserski snop se samo delimično apsorbuje. Maksimalna brzina rezanja raste sa povećanjem snage lasera i smanjuje se gotovo obrnuto s povećanjem debljine lima i temperature topljenja materijala. Za datu snagu lasera, ograničavajući faktori su pritisak gasa na rubu i toplotna provodljivost materijala. Rezanje laserskim topljenjem može proizvesti rezove bez oksida- za materijale od željeza i titana. Gustina snage lasera koja proizvodi topljenje, ali ne i isparavanje je između 10⁴ W/cm² i 10⁵ W/cm² za čelik.
