Hier kommt ein intensiver Laser zur Beschriftung von Objekten zum Einsatz. Das Material wird dabei nicht nur oberflächlich behandelt oder mit einem Farbauftrag versehen, sondern das Material selbst wird durch den Laser in seiner Oberflächenbeschaffenheit verändert. Meist wird durch den Laser etwas Material abgetragen. Der erzielbare Effekt hängt ganz wesentlich vom zu beschriftenden Material ab.
Bei organischen Materialien entstehen durch das Laserlicht chemische Reaktionen, die meist in einer Farbveränderung resultieren. Dies ist insbesondere bei Materialien wie Holz, Pappe und Papier der Fall. Kunststoffe können so angefertigt werden, dass mit der Laserbehandlung ein ganz spezieller Farbumschlag einhergeht. So entsteht zum Beispiel die Beschriftung von Computertastaturen.
Ein weiteres Verfahren ist der Farbabtrag mittels Laser. Dabei wird die oberflächliche Farbe eines Gegenstandes abgetragen, damit die darunter liegende Farbe zum Vorschein kommt. Häufig handelt es sich um lackierte Kunststoffe, aus denen die gewünschte Beschriftung quasi heraus gebrannt wird.
Bei Metalloberflächen ist zudem eine Anlaufbeschriftung möglich. Dieses Verfahren macht sich die Tatsache zur Nutze, dass manche Metalle bei bestimmten Temperaturen die Farbe aufgrund von Oxidation verändern. Die dabei entstehenden Farben werden auch als Anlauffarben bezeichnet. Bedingt durch die thermische Wirkung eines Lasers, lässt sich dieser Effekt durch lokale Laserbestrahlung ebenfalls erzielen,
Auch Glas kann mittels Laser graviert werden. Rein äußerlich kann eine Gravur wie auf jedem anderen Material erstellt werden. Dabei verändert Glas allerdings in der Regel nicht die Farbe, sondern es bleibt lediglich eine Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit zurück. Glas und auch Plexiglas eignen sich darüber hinaus noch für ein weiteres Verfahren der Laserbeschriftung. So kann der Laserstrahl nicht nur äußerliche Wirkungen erzielen, sondern durch gezielte Fokussierung auch im Inneren des Glases. Hier wird der Laser so justiert, dass lediglich im exakten Brennpunkt Feldstärken erzielt werden, die das Material verändern. So bleiben im Glas Licht streuende und damit erkennbare Stellen zurück.
Allgemeine Vorteile der hochwertigen Laserbeschriftung sind außerdem die lange Haltbarkeit und die sehr schnelle, meist automatisierte Herstellung. Anwendungen sind daher unter anderem die individuelle und fälschungssichere Kennzeichnung von Produkten oder Aufbringung von maschinenlesbaren Codes.