激光沖孔機的工作原理主要基于激光的高能量密度特性。當激光沖孔機啟動工作時，首先由激光發生器產生一束高能量的激光束。這個激光束具有極高的能量集中度和方向性。

然后，通過一系列的光學元件，如反射鏡和透鏡，對激光束進行傳輸和聚焦，使其聚焦在需要沖孔的材料表面上。當激光束聚焦到材料表面時，其能量密度極高，瞬間使材料被照射的區域溫度急劇升高，超過材料的熔點甚至沸點，導致材料迅速熔化、氣化，并形成孔洞。在沖孔過程中，控制系統會精確地控制激光束的移動軌跡、脈沖頻率、能量大小等參數，以實現所需的孔徑、孔型和孔深。同時，通常會配備輔助氣體，如氧氣、氮氣等，一方面可以吹走熔化和氣化的材料殘渣，防止其重新凝固在孔壁上，另一方面還可以對加工區域進行冷卻，減少熱影響區的范圍，提高沖孔質量。例如，對于較薄的金屬板材，使用較高的激光脈沖頻率和較小的能量，可以快速沖出密集的小孔；而對于較厚的材料，則需要較大的激光能量和較低的脈沖頻率，以保證沖孔的深度和質量。