Prinsip pembersihan laser terutama didasarkan pada efek termal, efek fotokimia, dan efek gelombang kejut yang dihasilkan oleh interaksi antara laser dan materi. Ketika sinar laser disinari ke permukaan material, polutan menyerap energi laser dan dengan cepat memanas, mengembang, menguap, atau terkelupas, sehingga tercapai proses pembersihan.