Impulsslaserpuhastus põhineb laseri tekitatud valgusimpulsside omadustel, mis põhinevad fotofüüsikalisel reaktsioonil, mis on põhjustatud suure{0}}intensiivsusega kiire, lühikese-impulsslaseri ja saastekihi vahelisest koostoimest. Selle füüsikalise põhimõtte võib kokku võtta järgmiselt:
a) Laseri kiirgav laserkiir neeldub töödeldava pinna saastekihti.
(b) Suure energia neeldumine moodustab kiiresti paisuva plasma (kõrgelt ioniseeritud, ebastabiilse gaasi), tekitades lööklaine.
(c) Lööklaine killustab ja eemaldab saasteained.
(d) Impulsi laius peab olema piisavalt lühike, et vältida kuumuse kogunemist, mis võib töödeldud pinda kahjustada.
(e) Katsed näitavad, et oksiidide olemasolul tekib metallpindadel plasma.
Plasma tekib ainult siis, kui energiatihedus on üle läve, mis sõltub eemaldatava saasteaine või oksiidi tasemest. See läveefekt on tõhusa puhastamise jaoks ülioluline, tagades samas alusmaterjali ohutuse. Plasma tootmisel on ka teine lävi. Kui energiatihedus ületab selle läve, kahjustatakse alusmaterjali. Tõhusa puhastamise tagamiseks, säilitades samal ajal alusmaterjali ohutuse, tuleb laseri parameetreid reguleerida nii, et valgusimpulsi energiatihedus jääks rangelt nende kahe läve vahel. Iga laserimpulss eemaldab teatud paksusega saastekihi. Kui saastekiht on paks, on puhastamiseks vaja mitut impulssi. Pinna puhastamiseks vajalike impulsside arv sõltub pinna saastumise astmest. Kahe künnise oluline tagajärg on puhastusprotsessi{8}}enesekontroll. Valgusimpulsid, mille energiatihedus on suurem kui esimene lävi, jätkavad saasteainete eemaldamist, kuni need jõuavad substraadi materjalini. Kuid kuna nende energiatihedus on alla substraadi materjali kahjustusläve, ei kahjustata substraati.