Laser voidaan suunnata määritellylle alueelle aivoissa käyttämällä ohutta kuitua, joka ohjataan kasvainkudokseen. Laser lähettää energiaa ja sen seurauksena lämmittää laserkuidun kärkeä ympäröivää kudosta. Korkeat lämpötilat voivat aiheuttaa nopeita, peruuttamattomia kudosvaurioita – tässä tapauksessa aivokasvaimelle.
Toiminnan aikana reaaliaikainen magneettiresonanssikuvantaminen (MRI-kuvaus, reaaliaikainen MRI-kuvaus) tuottaa reaaliaikaisen lomakkeen avulla elävässä muodossa olevan lomakkeen, joka kuvaa lämpötilakartan potilaan aivoistakin. Näin kirurgi voi jatkuvasti seurata aivokudoksen lämpötilaa ja varmistaa, että laserin aiheuttama vaurio kohdistuu tehokkaasti kasvaimeen ja rajoittuu kasvaimen ympärillä olevaan terveeseen kudokseen.
Koska tämä tekniikka vaatii vain pienen viillon ja reiän, jonka läpi laserkuitu ohjataan, hoitoon ei tarvita kraniotomiaa, ja sitä pidetään vähän invasiivisena. Toimenpide kestää tyypillisesti 3-4 tuntia; suuri osa siitä kuluu laserkuidun varovaiseen asettamiseen, kun taas itse laserhoito kestää minuutteja. Useimmat potilaat kotiutuvat seuraavana päivänä.
Kasvaintyyppejä, joita voidaan hoitaa LITT:llä, ovat muun muassa glioomat ja aivometastaasit. LITT:n käyttö riippuu kuitenkin myös useista tekijöistä, kuten kasvaimen koosta, muodosta ja sijainnista. Esimerkiksi LITT on tehokkain kasvaimissa, joiden halkaisija on alle 3 cm ja jotka ovat pallomaisia.