雷射技術自1960年代問世，至1970年代初才正式投入實際應用。早期的氦氖氣體雷射管體積龐大，極大地限制了其普及。隨著1970年代末半導體技術成熟，半導體雷射器誕生，搭配高靈敏度感光材料與雷射控制技術的突破，雷射列印技術迅速走向成熟。美國與日本的研究人員結合靜電影印機架構、雷射掃描與電腦技術，相繼推出半導體雷射印表機，憑藉高畫質、高速度、無噪音等優勢，迅速佔領市場。
雷射印表機主要由雷射發射器、聲光調制器、高頻驅動電路、掃描鏡、同步器及光偏轉器組成。其核心任務是將來自介面電路的二進位點陣資料調製到雷射光束上，經掃描系統投射至感光鼓表面。感光鼓與成像系統構成電子攝影轉印系統，將圖文影像轉印至紙張上，原理與複印機一致。作為非撞擊式輸出設備，不同機型功能雖有差異，但核心流程皆包含七大工序：充電、曝光、顯影、轉印、消電、清潔、定影，其中五道工序圍繞感光鼓展開。
列印任務送入電腦後，經軟體預處理再由驅動程式轉換為印表機語言，送至高頻驅動電路控制雷射發射器開關，形成點陣雷射光束。掃描轉鏡對感光鼓進行軸向掃描曝光，縱向掃描則由感光鼓自轉實現。
感光鼓表面的光導塗層先經充電輥均勻充電。雷射光束以點陣掃射感光鼓時，曝光點導通並釋放電荷，未曝光點保留電荷，從而在感光鼓表面形成電位差潛像（靜電潛像）。
帶電荷的感光鼓旋轉至磁輥處，帶相反電荷的碳粉被吸附形成可見碳粉像。隨後列印紙送入轉印區，轉印裝置於紙背施加高壓，將碳粉像吸引至紙面。
載有碳粉像的紙張進入高溫定影裝置，經加熱加壓使碳粉熔融滲入紙纖維，最終輸出成品。
每輪列印結束前，清潔輥移除殘留碳粉，消電燈消除餘電荷，清潔紙系統徹底淨化感光鼓，準備進入下一循環。
不同廠牌機型在充電極性、充電元件（電極絲或充電膠輥）、高壓轉印元件、曝光方式（直接掃描或反射曝光）上存在差異，但基本工作原理一致：雷射經反射鏡進入聲光調制器，與電腦傳來的點陣資訊結合，經同步器、高頻振蕩器、頻率合成器、功率放大器調製後，射入多面轉鏡，再經廣角聚焦鏡聚焦至感光鼓（硒鼓）表面，完成掃描。後續經充電、曝光成潛像、磁刷顯影、轉印電極轉印、預熱與熱滾定影，最終在紙上成像。循環結束前執行清潔、消電、深度清潔，進入下一輪工作。