Kod rezanja laserskim taljenjem, obradak se lokalno rastali i zatim strujanjem plina izbacuje prema van. Budući da se prijenos materijala odvija samo u tekućem stanju, proces se naziva lasersko rezanje taljenjem.
Laserska zraka u kombinaciji s-inertnim plinom za rezanje visoke čistoće tjera rastopljeni materijal dalje od zareza, dok sam plin ne sudjeluje u procesu rezanja. Lasersko rezanje topljenjem može postići veće brzine rezanja od rezanja isparavanjem. Energija potrebna za isparavanje obično je veća od one potrebne za taljenje materijala. Kod rezanja laserskim taljenjem laserska zraka se samo djelomično apsorbira. Maksimalna brzina rezanja raste s povećanjem snage lasera i smanjuje se gotovo obrnuto s povećanjem debljine lima i temperature taljenja materijala. Za određenu snagu lasera, ograničavajući faktori su tlak plina na rezu i toplinska vodljivost materijala. Rezanje laserskim topljenjem može proizvesti rezove bez-oksida za materijale od željeza i titana. Gustoća snage lasera koja uzrokuje taljenje, ali ne i isparavanje je između 10⁴ W/cm² i 10⁵ W/cm² za čelik.
