激光破碎岩石实质上是一个岩石清除过程，在此过程中，使用激光诱导热应力在岩石表面产生裂缝，以在其熔化之前变成小碎块。当高强度的激光聚焦在岩石上时，岩石有着很低的热传导率，从而引起局部岩石表面温度瞬时增加，这就导致局部的热应力将岩石破碎。
早先的实验数据表明，激光破碎岩石是激光清除岩石机理中能量效率最高的，并且与常规钻井和喷射钻井相比，有着更高的岩石清除效率。
研究表明，由于增加了微裂缝结构，激光在岩石上的应用明显降低了岩石的机械强度，并且通过传导热流产生了拉应力场。在选型方面由于激光器发射较强的高能光子束，热能量传输较高，选取耐高温材料型钻头效果最佳，如金刚石钻头、PDC钻头等。传统机械钻进在使用上技术相对成熟，在激光机械混合钻进初期应尽量保证机械钻进不受影响的情况下配合使用激光钻进，以免造成不必要的损失。激光混合机械钻进是激光机械交替作用的过程，是对激光周期及机械周期进行的合理分配。
激光钻进适用于高密度岩层区域，其作用周期除激光钻进还应包括冷却预处理周期。由于激光钻进的同时会伴随井下温度的骤升，冷却周期的重要性不可忽视。激光钻进的热稳定性较差，长期作用严重影响井下环境，对井壁稳定性造成重大威胁，选用激光机械交替周期作用外加冷却处理，是激光混合机械钻进的重要解决方案。作用周期的交替和冷却性能的强弱密切相关，是目前混合钻进的重要研究方向。
激光钻进的岩屑清除方式包括融化和蒸发、热力破碎、机械破碎、化学反应。
由于激光热能较高，容易造成井下温度过高，钻头设计应考虑降温处理问题，设计初期可以添加一些额外的辅助设备以提高效率。
