激光表面沖擊硬化的工藝原理：將待受沖擊的工件表面涂上一層吸收率高且易于氣化的涂料，用來保持工件表面不被熔化，然后再在涂料上覆蓋一層透射激光的材料以限制氣化物的擴散體積。

　　當高功率脈沖激光照射工件表面時，涂料被氣化，氣體被限制在透明材料與工件表面之間，在進一步的激光輻照下，由于氣體吸熱再度膨脹從而對工件表面施加高的壓力即造成沖擊應力波，使金屬內部發生塑性應變，形成高位錯密度的亞結構，在工件表面留有較高的殘余應力區，這與噴丸強化類似，因而可提高工件的疲勞壽命。

　　激光表面沖擊硬化選用高功率密度的激光器在20~40納米內將工件材料表面加熱使之氣化，產生可達1.01帕斯的壓力。使激光沖擊波作用區的顯微組織呈現類似于爆破加工及快速沖擊加工的亞結構材料組織，可以明顯地提高材料表面硬度、屈服強度及疲勞壽命，大大改善材料的性能。