Laser może być kierowany na określony obszar w mózgu, przy użyciu cienkiego włókna, które jest prowadzone do tkanki guza. Laser przekazuje energię i w rezultacie podgrzewa tkankę otaczającą końcówkę włókna laserowego. Wysoka temperatura może spowodować szybkie, nieodwracalne uszkodzenie tkanki – w tym przypadku guza mózgu.

Podczas operacji MRI w czasie rzeczywistym generuje mapę temperatury mózgu pacjenta. Pozwala to chirurgowi na ciągłe monitorowanie temperatury tkanki mózgowej, upewniając się, że uszkodzenia wywołane laserem są skutecznie kierowane do guza i ograniczone od zdrowej tkanki wokół guza.
Ponieważ technika ta wymaga jedynie niewielkiego nacięcia i otworu do przeprowadzenia włókna laserowego, leczenie nie wymaga kraniotomii i jest uważane za minimalnie inwazyjne. Procedura trwa zazwyczaj 3-4 godziny; znaczną jej część spędza się na starannym pozycjonowaniu włókna laserowego, podczas gdy samo leczenie laserem trwa kilka minut. Większość pacjentów jest wypisywana następnego dnia.
Typy nowotworów, które mogą być leczone przy użyciu LITT obejmują glejaki i przerzuty do mózgu. Jednakże, użycie LITT zależy również od wielu czynników, w tym wielkości guza, kształtu i lokalizacji. Na przykład, LITT jest najbardziej skuteczny w przypadku guzów, które mają mniej niż 3 cm średnicy i mają kulisty kształt.

.