Impulsu lāzera tīrīšana balstās uz lāzera radīto gaismas impulsu īpašībām, pamatojoties uz fotofizisku reakciju, ko izraisa mijiedarbība starp augstas -intensitātes staru, īsa-impulsa lāzeru un piesārņojuma slāni. Tās fizisko principu var apkopot šādi:
a) lāzera staru, ko izstaro, absorbē piesārņojuma slānis uz apstrādājamās virsmas.
(b) Augstas enerģijas absorbcija veido strauji izplešas plazmu (ļoti jonizētu, nestabilu gāzi), radot triecienvilni.
c) triecienvilnis sadrumstalo un noņem piesārņotājus.
(d) Impulsa platumam jābūt pietiekami īsam, lai izvairītos no siltuma uzkrāšanās, kas varētu sabojāt apstrādāto virsmu.
(e) Eksperimenti liecina, ka plazma veidojas uz metāla virsmām, ja ir oksīdi.
Plazma tiek ģenerēta tikai tad, ja enerģijas blīvums pārsniedz slieksni, kas ir atkarīgs no noņemtā piesārņojuma vai oksīda līmeņa. Šis sliekšņa efekts ir ļoti svarīgs efektīvai tīrīšanai, vienlaikus nodrošinot pamatnes materiāla drošību. Ir arī otrs slieksnis plazmas ģenerēšanai. Ja enerģijas blīvums pārsniedz šo slieksni, substrāta materiāls tiks bojāts. Lai nodrošinātu efektīvu tīrīšanu, vienlaikus saglabājot pamatnes materiāla drošību, lāzera parametri ir jāpielāgo tā, lai gaismas impulsa enerģijas blīvums būtu stingri starp šiem diviem sliekšņiem. Katrs lāzera impulss noņem noteikta biezuma piesārņojuma slāni. Ja piesārņojuma slānis ir biezs, tīrīšanai ir nepieciešami vairāki impulsi. Virsmas tīrīšanai nepieciešamo impulsu skaits ir atkarīgs no virsmas piesārņojuma pakāpes. Abu sliekšņu svarīgas sekas ir tīrīšanas procesa paš-kontrole. Gaismas impulsi, kuru enerģijas blīvums ir lielāks par pirmo slieksni, turpinās noņemt piesārņotājus, līdz tie sasniegs substrāta materiālu. Tomēr, tā kā to enerģijas blīvums ir zem substrāta materiāla bojājuma sliekšņa, substrāts netiks bojāts.