激光表面淬火是一個錯綜復雜的快速加熱、快速冷卻的淬火過程。激光淬硬層的尺寸參數(淬硬層寬度、淬硬層深度、表面粗糙度)和性能參數(表面硬度、耐磨性、組織變化)取決于激光功率密度(激光功率、光斑尺寸)、掃描速度、材料的特性(成分、原始狀態)和材料表面預處理情況等，同時也與被處理零件的幾何形狀和尺寸以及激光作用區的熱力學性質有關。在其他工藝因素不變的條件下，其主要工藝參數激光器輸出功率P、掃描速度V和作用在材料表面上的光斑尺寸D，三者的綜合作用直接反映了激光淬火過程的保溫溫度及其保溫時間。3個參數對激光表面淬火效果的影響關系為：淬硬層深度與激光功率成正比，與光斑大小和掃描速度成反比。

另外，還應考慮各參數值的選擇范圍，D不能過大，V不能過小，以免冷卻速度過低，不能實現馬氏體轉變。反之，當激光輸出功率過大時，容易造成表面熔化，影響表面的幾何形狀。奧氏體的轉變臨界溫度與材料的熔點之比值越小，允許產生相變的溫度范圍越大，硬化層深度就越深。除此之外，硬化帶的掃描花樣(圖形)和硬化面積比例、硬化帶的寬窄以及激光作用區吹送氣體狀況、光路系統以及光束焦距等均會對激光表面淬火質量有一定的影響。