El principi de funcionament fonamental d'un nivell làser consisteix a utilitzar un díode làser per emetre un feix làser d'una longitud d'ona específica, que després és modelat per un sistema òptic en una línia de referència visible. Els seus components bàsics inclouen el díode làser (normalment funciona a longituds d'ona com ara 635 nm, 650 nm o 500–540 nm) i un compensador automàtic (un sistema d'anivellament automàtic).
El sistema d'anivellament automàtic-utilitza un compensador intern per mantenir automàticament les línies làser projectades en posició horitzontal o vertical. Aquest sistema ajusta automàticament la direcció del làser projectat sempre que l'instrument s'inclini dins d'un rang específic (per exemple, ±3 graus o ±4 graus). Alguns models inclouen un mecanisme d'anivellament d'auto-diagnòstic que realitza automàticament l'ajustament i el calibratge-fins a cada engegada-.
Per suportar cops i vibracions-assegurant així una-estabilitat de precisió a llarg termini-, els dispositius incorporen tecnologies de retenció de precisió-, com ara una "estructura de bloqueig triple-" o tecnologia de "nucli flotant". Aquestes tecnologies s'implementen mitjançant sistemes d'amortiment dissenyats especialment i mòduls d'auto-calibració, que permeten que els components òptics bàsics es restableixin de manera ràpida i automàtica a la seva alineació adequada després d'un impacte.
El disseny estructural d'un nivell làser pot incloure un marc unibody construït amb aliatge d'alumini de grau -aeroespacial. Tots els components de plàstic de la carcassa estan dissenyats amb una estructura de closca buida-i totes les superfícies de contacte estan axaflades per garantir un maneig ergonòmic.
Els nivells làser són capaços de generar múltiples línies verticals i horitzontals mútuament ortogonals-per exemple, quatre línies horitzontals i quatre línies verticals-i alguns models inclouen una funció de punt descendent-. Les línies làser projectades es poden girar 360 graus mitjançant un mecanisme d'ajust-fi.
