激光塑料焊接机的工作原理主要基于激光透射焊接技术。在这一过程中，激光光束穿透上层透射部件，照射到下层吸收激光的部件。激光能量被吸收部件中的染料或添加剂颗粒吸收，转化为热量。吸收部件融化，通过热传导，热量传递到上层透射零件中。在焊接开始前，两部件在外部压力的作用下相互接触。焊接过程中，零件被局部加热，材料的热膨胀会提供附加的内部焊接压力。在内部和外部焊接压力的共同作用下，两部件被牢固的焊接在一起。
具体来说，塑料激光焊接利用的是透射焊接原理，一般选用红外激光作为焊接热源。由于800nm-1100nm波段的激光对于绝大多数种类的透明或有色热塑性塑料吸收率较低，激光透过塑料损失的能量较少，故常选用这一波段的激光。透射焊接一般采用搭接接头，并通过能提供一定夹紧力的夹具固定。并且上下两层材料必须满足一定的要求：对于所采用的激光，上层材料需要能最大程度的透过激光，下层材料需要能最大程度的吸收激光。激光透过上层材料射到下层材料表面，由于下层材料对激光具有较高的吸收率，激光在结合面处被吸收并产生大量的热量，同时，热量通过热传导由下层材料传到上层材料，使得结合面处塑料熔化，在夹紧力的作用下二次聚合，冷却后在结合面处形成焊缝，即焊接在一起。
