一.飞行光路（Flycut)
所谓飞行光路就是在光轴作X、Y方向运动的动光路变形的激光切割机基础上，进行优化设计，以充分体现其高速运态性能，再辅以高速切割过程控制，使其切割速度大大提高，真正实现激光切割的高速度、高精度和高柔性。由于工件不再移动，切割的快速性能与工件重量无关，且无划痕，也无需夹具。
二.三维多轴数控激光切割机
三维多轴数控激光切割机主要应用于汽车制造、航空航天等工业中难以加工的大型立体钣金件。其数控系统多采用5轴或6轴联动，除了激光切割头相对于板料的X、Y、Z轴快速相对运动外，还有A轴旋转、B轴摆动及C轴法向随动。由于从激光器到工件的光路系统比较长，且在三维切割中工件相对较大，工件本身不容易作三维运动，因此通常采用动光路导光系统。
三维激光切割机的机器形式可分为龙门式、悬挂式和机器人三大类，对于高速、高精度加工大型立体钣金件，多采用龙门式结构。而在汽车生产线上，YAG激光切割机器人得到越来越多的应用。
在三维切割中，如何随时能在三维空间的任何工件位置上保持激光切割头与工件表面的正确距离，是保证切割质量的关键，一般采取数控随动轴配以电容式传感器来实现。
为实现激光切割头的高速相对运动，可采用直线电动机驱动，再配以高数字信号处理器，缩短伺服驱动时间。有的装有三维自动聚焦系统及多极快速反应防撞装置等，使三维激光加工的精度、速度和可靠性大大提高。
由于立体件的切割与平面切割有很多差异，为了高质量地切割汽车的钣金覆盖件，应配以专用的三维切割工艺及自动编程软件。
三.厚板激光切割
由于激光切割的质量好、精度高，也由于大功率CO2激光器的不断改进，激光切割正在从薄板切割向厚板切割方向发展，已局部取代等离子、氧乙炔为主的中厚板切割。激光切割技术也在建筑机械、桥梁、造船等重工业领域逐步得到应用。
6kW的大功率激光器已能切割厚度为32mm的大型工件，目前已尝试用3kW的激光器切割通常需用6kW激光器才能切割的32mm厚的低碳钢板。
由于切割工件的尺寸及厚板的增加，激光切割机也必然向大型发展，从而会带来光路过长、光路转折多、机床质量增加及运行精度下降等新问题。
