การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ขึ้นอยู่กับลักษณะของพัลส์แสงที่สร้างขึ้นโดยเลเซอร์ โดยขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางแสงที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำแสง-ความเข้มสูง เลเซอร์พัลส์-สั้น ๆ และชั้นสารปนเปื้อน หลักการทางกายภาพของมันสามารถสรุปได้ดังนี้:
(a) ลำแสงเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์จะถูกดูดซับโดยชั้นสารปนเปื้อนบนพื้นผิวที่จะบำบัด
(b) การดูดซับพลังงานสูงทำให้เกิดพลาสมาที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว (ก๊าซที่มีไอออนไนซ์สูงและไม่เสถียร) ทำให้เกิดคลื่นกระแทก
(c) การแยกชิ้นส่วนคลื่นกระแทกและกำจัดสิ่งปนเปื้อน
(ง) ความกว้างของพัลส์ต้องสั้นพอที่จะหลีกเลี่ยงการสะสมความร้อนที่อาจสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวที่ผ่านการบำบัด
(จ) การทดลองแสดงให้เห็นว่าพลาสมาถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวโลหะเมื่อมีออกไซด์อยู่
พลาสมาจะถูกสร้างขึ้นเฉพาะเมื่อความหนาแน่นของพลังงานอยู่เหนือเกณฑ์ ซึ่งขึ้นอยู่กับระดับของสารปนเปื้อนหรือออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกไป ผลกระทบจากขีดจำกัดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็รับประกันความปลอดภัยของวัสดุซับสเตรต นอกจากนี้ยังมีเกณฑ์ที่สองสำหรับการสร้างพลาสมา หากความหนาแน่นของพลังงานเกินเกณฑ์นี้ วัสดุซับสเตรตจะได้รับความเสียหาย เพื่อให้มั่นใจในการทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพในขณะที่รักษาความปลอดภัยของวัสดุพื้นผิว จะต้องปรับพารามิเตอร์เลเซอร์เพื่อรักษาความหนาแน่นของพลังงานของพัลส์แสงระหว่างเกณฑ์ทั้งสองนี้อย่างเคร่งครัด เลเซอร์พัลส์แต่ละตัวจะขจัดชั้นการปนเปื้อนที่มีความหนาตามที่กำหนด หากชั้นการปนเปื้อนหนา ต้องใช้หลายพัลส์ในการทำความสะอาด จำนวนพัลส์ที่จำเป็นในการทำความสะอาดพื้นผิวขึ้นอยู่กับระดับของการปนเปื้อนบนพื้นผิว ผลลัพธ์ที่สำคัญของเกณฑ์ทั้งสองนี้ก็คือ-การควบคุมกระบวนการทำความสะอาดด้วยตนเอง พัลส์แสงที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าเกณฑ์แรกจะยังคงกำจัดสิ่งปนเปื้อนต่อไปจนกว่าจะไปถึงวัสดุซับสเตรต อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเกณฑ์ความเสียหายของวัสดุพื้นผิว พื้นผิวจะไม่ได้รับความเสียหาย