激光熔凝處理是典型的快速加熱和快速凝固過程，簡稱LSM。激光表面熔凝處理時激光束輸入工件的能量要比激光淬火的高，才能使工件表面產生熔化，然后依靠基體自身熱傳導快速冷卻凝固，并不改變表層的化學成分。選用激光能量密度約為105W/cm2，而且要采用接近于聚焦的光束或者勻強光斑。由于表層金屬的加熱和冷卻都異常迅速，故所得的組織非常細小。若介質使表層熔液冷卻速度達到106℃/s，則可抑制結晶過程的進行而凝固成非晶態，稱為激光熔化—非晶態處理，又稱激光上釉。
另外，與激光淬火工藝不同的是，激光熔凝處理一般不需預涂覆激光吸收層，以免涂層進入熔池中影響熔凝層成分，而且光譜反射的問題由于出現熔化，不如激光淬火中那么嚴重。處理時不般應采用惰性氣體保護，這樣才能得到良好的重視性和較好的表面粗糙度。
激光功率密度中等，掃描速度較慢時，表層將發生深度較小、面積較大的熔化，表面將為粗糙的焊波狀。功率密度較大、掃描速度中等或較快時，表層熔化面積較窄，熔化深度較淺，表面粗糙度值小。表面熔化區下方不存在明顯的相變硬化區，表層熔化區冷卻速度較高。功率密度很高，掃描速度極快時，表層條狀熔化區窄細，表面粗糙度值很小，表層溫度梯度極大，可獲得極高的冷卻速度。在適當控制激光功率密度、掃描速度和冷卻條件下，材料表面經LSM處理，可以細化鑄造組織，減少偏析，形成高度過飽和固溶體等亞穩相乃至非晶態，因而可提高工件表面的耐磨性、抗氧化性和抗腐蝕性能。
熔凝處理可以用來改善材料表面的耐磨性、疲勞強度和耐蝕性。某些模具鋼在高速冷卻結晶后，可以提高碳化物的彌散度，改善合金元素及碳化物分布，因而表面硬度和熱穩定性都有提高，可延長模具的壽命。如Cr12萊氏體鋼和4Cr5MoSiV鋼表面熔化，然后超高速冷卻，形成很細的鑄態組織，使合金元素和碳化物分布更均勻，提高了表面硬度。
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