当激光打标机中准分子激光辐照在材料表面时，可能产生不同的作用机理，这要取决于准分子激光源的波长和材料本身。由于激光打标机中激光束短波长和高的光子能量，大多数材料在表面亚微米表层内吸收入射辐射。这对材料微加工而言是有利的，因为能量的大多数可以耦合到材料内部，能够被有效地利用到所希望的过程中。当应用准分子激光到材料加工时，“打标”这一词被用于描述材料受光辐照后的气化效应。它不特定地表达在这一过程中是物理的还是化学的机理在起作用。通常，有两个不同类型的烧蚀机理是明显的：光化学过程和光热过程，这在后面将叙述。对光化学烧蚀，也称为“冷加工”，被加工材料是接近无碎片残骸的状况，热效应被限制在产生结构的边缘。与之相反的情形，热传导效应和熔化的产生则是主导机理。

    准分子激光打标机机理强烈地依赖于准分子激光波长和材料本身。不依赖于加工过程的结果，在每一种激光打标情形中的主导效应是辐照材料表面极短时间的升温，这也是不同物理和化学反应的起始点。
    按照不同的理论基础，对打标过程的定量分析主要存在光化学过程理论模型、光热过程理论模型、SSB理论模型等几种不同的数学模型。
   光热过程理论模型
    D'Couto等认为对于ns级或更长的激光脉宽，光热过程起主导作用。这种条件下，刻蚀率d可由下面的公式表示：式中，ko为Arrhenius指数因子；E为激活能；R为气体常数；t为激光辐射区域的平均温度。结合激光入射方向的一维热传导方程式中，aeff为有效吸收系数；F为人射激光能量；Cp为热容量；X为刻蚀面的空间位置。得到了刻蚀率与入射激光能量间的关系：式中，E*OCECp/R；Fth为阈值能量密度。
    在此基础上获得的理论曲线与248nm和308nm在较大能量范围内（O~11j/cm2）对几种混合高聚物的实验值得到了很好的符合。

    SSB理论模型
    该模型是将光化学和光热过程很好的结合起来的一种模型，是由V.Srini-vasan等人建立的。该模型认为整个过程中的刻蚀率是由光化学和光热两部分的刻蚀率共同组成的，通过该模型得到的理论曲线在很大能量范围内（0~1000J/cm2）与以193nm、248nm刻蚀多种聚合物的实验数据都较为符合。
    根据该模型，当刻蚀能量刚刚高过阈值能量时，是光化学过程起主要作用；但随着能量的升高（≥0.1j/cm2）后，热的作用开始增强，两种机理共同作用，而且其中热作用会逐渐占据上风。但当热作用到达一定的值后便不再增加，光化学作用又重新控制着刻蚀过程。