激光内雕的原理其实也很简单。激光要能雕刻玻璃，它的能量密度必须大于使玻璃破坏的某一临界值（或称阈值），而激光在某处的能量密度与它在该点光斑的大小有关，同一束激光，光斑越小的地方能量密度越大。这样，通过适当聚焦，可以使激光的能量密度在进入玻璃及到达加工区之前低于玻璃的破坏阈值，而在希望加工的区域则超过这一临界值，激光在极短时间内产生脉冲，其能量能够在瞬间使水晶受热破裂，从而产生极小的白点，从而在玻璃内部雕刻出预定的形状。
激光内雕使用的设备不是常规的CO2激光机或光纤激光机，而是半导体泵浦激光器，加工速度与加工精度同样具有高水平标准，可雕刻2D/3D人像、奖杯等个性化纪念品。
实际上，目前激光加工技术已经十分成熟，除激光浮雕外，还有激光内雕等更为高端的应用，即在不破坏材料表面的情况下，对材料内部进行雕刻加工。其原理是利用非线性光学现象——透明材料虽然一般情况下对激光是透明的，不吸收激光能量，但是在足够高的光强下会产生非线性效应，比如多光子电离、阈上电离等，所以在强度足够高的激光聚焦点，透明物质会在短时间内吸收激光能量而产生微爆裂，大量的微爆裂点排列成所需要的图案。