روش کار این لیزر به این صورت است که پرتوهای تکفام لیزر را با طول موجهای مشخص به لایه ی اپیدرم و درم پوست می فرستد. لیزر فرکشنال، سطح پوست را با ایجاد هزاران ستون اشعه که بسیار ظریف هستند هدف قرار میدهد. به هر یک از ستونهای اشعه لیزر MTZ یا Microthermal treatment zone گفته می شود.
لیزرفرکشنال حد واسط لیزرهای تخریبی (ablative) و غیرتخریبی (nonablative ) است و فقط بخشی از پوست تحت تأثیر اشعه قرار می گیرد. در حالیکه لیزرهای تخریبی فقط روی اپیدرم پوست و لیزرهای غیر تخریبی فقط روی لایه ی درم پوست مؤثر است، لیزر فرکشنال همزمان روی اپیدرم ودرم اثر می گذارد. در واقع لیزر فرکشنال CO2 نوعی لایه برداری عمیق از پوست و در نهایت پاکسازی آن از تیرگی ها و پوست مرده غیرقابل ترمیم است و امکان بازسازی و ترمیم پوست را به همراه دارد.