A lézer az agy egy meghatározott területére irányítható egy vékony szál segítségével, amelyet a tumorszövethez vezetnek. A lézer energiát bocsát ki, és ennek eredményeként felmelegíti a lézerszál hegyét körülvevő szövetet. A magas hőmérséklet gyors, visszafordíthatatlan szövetkárosodást okozhat – ebben az esetben az agydaganatban.

A műtét során a valós idejű MRI élő hőmérséklet-térképet készít a beteg agyáról. Ez lehetővé teszi a sebész számára, hogy folyamatosan nyomon kövesse az agyszövet hőmérsékletét, így biztosítva, hogy a lézer által kiváltott károsodás hatékonyan a daganatot célozza meg, és korlátozza a daganat körüli egészséges szövetektől.
Mivel ez a technika csak egy kis bemetszést és lyukat igényel a lézerrost átvezetéséhez, a kezelés nem jár kraniotómiával, és minimálisan invazívnak tekinthető. Az eljárás általában 3-4 órát vesz igénybe; ennek nagy részét a lézerrost gondos pozicionálásával töltik, míg maga a lézeres kezelés perceket vesz igénybe. A legtöbb beteget másnap hazaengedik.
A LITT segítségével kezelhető daganattípusok közé tartoznak a gliómák és az agyi áttétek. A LITT alkalmazása azonban számos tényezőtől is függ, beleértve a daganat méretét, alakját és elhelyezkedését. A LITT például a leghatékonyabb a 3 cm-nél kisebb átmérőjű és gömb alakú daganatok esetében.