没有光学系统，激光打标机是无法正常工作的。
针对激光打标机工作方式的不同，光学系统也是各式各样的，当他们都包括扩束镜（使激光器发出的激光束直径变大并缩小激光束的发散角）、光学聚焦透镜（使作用在工件表面的激光光斑直径尽可能变小）和反射镜（用以改变激光束的方向）。
一个 70W 的连续激光器所发出的光能与一个 70W 的普通灯泡所发出的光能是差不多的。
普通灯泡是被设计为用来照明的，它发出的光线是向四面八方照射的，与灯泡不同的是激光器发出的光线集中在一个很小的范围。
所以激光的能量密度（单位面积上的能量）远远大于灯泡的能量密度，实际的打标效果决定于工件表面所承受的能量密度，而不是激光的功率。
激光打标机打标原理为了能够很好地进行激光打标，必须进一步提高激光的能量密度。
这有两个方法：一个是提高激光器的激光输出功率，一般地说这是困难或得不偿失的；还有一个方法是将激光器发出的激光束进一步变细，这需要一套光学系统。
使激光束变细是很简单的，只需有一个聚焦透镜将激光束聚焦到一个很小的点。
激光器发出的激光并不是理想的平行光，它有一个很小的发散角，这一很小的发散角会影响到聚焦透镜的聚焦效果。
所以在聚焦透镜之前要有一个扩束镜用以压低光束的发散角。
扩束镜除了可以压低光束的发散角外，还可以扩大激光输出光束的直径。
我们知道，聚焦后光斑的大小取决于入射光束直径和聚焦透镜的焦距：入射光束直径越大，聚焦后光斑直径越小。
入射光束直径的增大，还可以降低激光光路中使激光光束改变方向的反射镜上的激光能量密度，保证了反射镜在长时间工作时不被激光束烧坏。
激光打标机打标原理静态打标一种是激光束固定，工件运动。
另一种是通过振镜控制光速，实现标记。
飞行打标工件运动，打标机使用编码器采集运动信号，或者使用模拟速度，通过软件改变字符形状，实现在运动过程中正常标记。