激光脫毛是依據選擇性光熱作用理論。激光儀器發射出特定波長的高強度激光光束，這種激光能夠穿透皮膚表層，直達毛囊部位。毛囊中的黑色素對特定波長的激光具有高度的吸收性，當激光照射到毛囊時，黑色素會吸收激光的能量，并將其轉化為熱能。
由于毛囊中的黑色素吸收了大量激光能量轉化而來的熱能，使得毛囊局部溫度急劇升高。高溫會對毛囊產生一系列的破壞作用，首先會損傷毛囊中的毛乳頭細胞，毛乳頭細胞對于毛發的生長起著關鍵作用，它為毛發的生長提供營養和信號。當毛乳頭細胞受到損傷后，毛發的生長功能就會受到抑制。同時，高溫還會破壞毛囊干細胞，毛囊干細胞是負責毛發再生的細胞群體，它們的受損會使得毛發無法正常再生。
激光脫毛的效果與激光的多個參數密切相關。其中，波長是一個重要參數，不同波長的激光對皮膚組織的穿透深度和對黑色素的吸收特性有所不同。合適的波長能夠更有效地被毛囊中的黑色素吸收，從而提高脫毛效果。例如，較長波長的激光能夠穿透更深的皮膚組織，適合去除較深部位毛囊的毛發。
能量密度也是關鍵因素之一。足夠高的能量密度才能確保毛囊吸收到足夠的能量以產生有效的破壞作用，但能量密度過高又可能會對周圍正常皮膚組織造成損傷。因此，在進行激光脫毛操作時，需要根據患者的皮膚類型、毛發顏色和粗細等因素，精確調整激光的能量密度。
脈沖寬度同樣影響著脫毛效果。合適的脈沖寬度可以使毛囊在吸收激光能量后，有足夠的時間將熱量擴散到整個毛囊結構，從而更全面地破壞毛囊，同時避免因熱量瞬間聚集而對皮膚造成過度損傷。
人體的毛發處于不同的生長周期，包括生長期、退行期和休止期。在生長期，毛囊內的毛母質細胞不斷分裂，毛發快速生長，此時毛囊中的黑色素含量較高，對激光能量的吸收也最為敏感，所以在生長期進行激光脫毛效果最佳。而退行期和休止期的毛囊中黑色素含量相對較少，對激光能量的吸收能力較弱，激光對其破壞作用有限。
由于毛發的生長周期是參差不齊的，一次激光脫毛只能針對處于生長期的毛發起作用，對于處于退行期和休止期的毛發無法有效去除。隨著時間推移，這些處于退行期和休止期的毛發會逐漸進入生長期，所以通常需要進行多次激光脫毛治療，一般間隔 4 8 周進行一次，經過 3 6 次甚至更多次的治療，才能達到較為理想的長期脫毛效果。
