Лазерное термоупрочнение основано на быстром нагреве зоны обработки выше температуры фазового перехода и последующем охлаждении за счет теплоотвода во внутренние объемы материала. В результате в поверхностном слое образуется специфическая высокодисперсная структура, имеющая микротвердость в 2—4 раза превышающую твердость основы.