Laser lze nasměrovat do definované oblasti v mozku pomocí tenkého vlákna, které je vedeno k nádorové tkáni. Laser přenáší energii a v důsledku toho zahřívá tkáň v okolí hrotu laserového vlákna. Vysoká teplota může způsobit rychlé a nevratné poškození tkáně – v tomto případě mozkového nádoru.

Během operace vytváří magnetická rezonance v reálném čase teplotní mapu mozku pacienta. To umožňuje chirurgovi průběžně sledovat teplotu mozkové tkáně a ujistit se, že poškození vyvolané laserem je účinně zaměřeno na nádor a je omezeno na zdravou tkáň v okolí nádoru.
Protože tato technika vyžaduje pouze malý řez a otvor, kterým se vede laserové vlákno, léčba nezahrnuje kraniotomii a je považována za minimálně invazivní. Zákrok obvykle trvá 3 až 4 hodiny; velkou část z nich zabere pečlivé umístění laserového vlákna, zatímco samotné ošetření laserem trvá několik minut. Většina pacientů je propuštěna následující den.
Mezi typy nádorů, které lze léčit pomocí LITT, patří gliomy a mozkové metastázy. Použití metody LITT však závisí také na řadě faktorů, včetně velikosti, tvaru a umístění nádoru. LITT je například nejúčinnější u nádorů, které mají průměr menší než 3 cm a kulovitý tvar.

.