高功率二极管激光器已被成功地应用于工业生产中。除了用做固态激光器的泵浦源以外，它们还被用于材料加工中，例如焊接、软钎焊和热处理。此前，千瓦级的系统更为重要，因为它们可被用于金属薄片的焊接以及局部回火。

由于二极管激光器的光束质量高，因此若使用200m的光纤，在工件上可以达到约22W的激光能量。若使用焦距更短的透镜，焦斑直径可达120m。

二极管激光器可被用于直接加工中，或者以光纤耦合系统的形式应用到加工中。用于直接加工的激光光斑为矩形焦斑，而光纤耦合系统中常见的是轴向对称的光束。对于功率在150W范围内的激光器来说，人们更多地使用被动制冷的光纤耦合激光系统。在半导体中产生的热量经过一个大型铜制散热片进行散热。对于散热片的冷却来说，可以使用电热元件，或者工业水冷系统。