金屬激光切割的幾項關鍵技術是光、機、電整體化的綜合技術。激光束的參數、機器與數控系統的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質量。特別是對于切割精度較高或厚度非常大的零件，必須掌握和解決以下幾項關鍵技術：
　　
　　焦點位置控制技術：
　　
　　激光切割的優點之一是光束的能量密度高，一般>10W/cm2。由于能量密度與4/πd2成正比，所以焦點光斑直徑盡可能的小，以便產生一窄的切縫；同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小，焦點光斑直徑就越小。但切割有飛濺，透鏡離工件太近容易將透鏡損壞，因此一般大功率CO2激光切割工業應用中廣泛采用5〃～7.5〃(127～190mm)的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1～0.4mm之間。對于高質量的切割，有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。例如用5〃的透鏡切碳鋼，焦深為焦距的2%范圍內，即5mm左右。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置十分重要。顧慮到切割質量、切割速度等因素，原則上＜6mm的金屬材料，焦點在表面上；＞6mm的碳鋼，焦點在表面之上；＞6mm的不銹鋼，焦點在表面之下。具體尺寸由實驗確定。
　　
　　在工業生產中確定焦點位置的簡便方法有三種：
　　
　　1、打印法：使切割頭從上往下運動，在塑料板上進行激光束打印，打印直徑較小處為焦點。
　　
　　2、斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動，尋找激光束的較小處為焦點。
　　
　　3、藍色火花法：去掉噴嘴，吹空氣，將脈沖激光打在不銹鋼板上，使切割頭從上往下運動，直至藍色火花非常大處為焦點。
　　
　　對于飛行光路的切割機，由于光束發散角，切割近端和遠端時光程長短不同，聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大，焦點光斑的直徑越小。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來的焦點光斑尺寸的變化，國內外激光切割系統的制造商提供了一些專項使用的裝置供用戶選用：
　　
　　1、平行光管，這是一種常用的方法，即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進行擴束處理，擴束后的光束直徑變大，發散角變小，使在切割工作范圍內近端和遠端聚焦前光束尺寸接近一致。
　　
　　2、在切割頭上增加一單獨的移動透鏡的下軸，它與控制噴嘴到材料表面距離(standoff)的Z軸是兩個相互單獨的部分。當機床工作臺移動或光軸移動時，光束從近端到遠端F軸也同時移動，使光束聚焦后光斑直徑在整個加工區域內保持一致。