Il principio di funzionamento fondamentale di una livella laser prevede l'utilizzo di un diodo laser per emettere un raggio laser di una lunghezza d'onda specifica, che viene poi modellato da un sistema ottico in una linea di riferimento visibile. I suoi componenti principali includono il diodo laser (che in genere funziona a lunghezze d'onda come 635 nm, 650 nm o 500-540 nm) e un compensatore automatico (un sistema di livellamento automatico-).
Il sistema di livellamento automatico- utilizza un compensatore interno per mantenere automaticamente le linee laser proiettate in posizione orizzontale o verticale. Questo sistema regola automaticamente la direzione del laser proiettato ogni volta che lo strumento viene inclinato entro un intervallo specifico (ad esempio, ±3 gradi o ±4 gradi). Alcuni modelli sono dotati di un meccanismo di livellamento auto-diagnostico che esegue automaticamente la messa a punto-e la calibrazione a ogni accensione-.
Per resistere a urti e vibrazioni-garantendo così stabilità di precisione a lungo termine-a lungo termine-i dispositivi incorporano tecnologie di ritenzione di precisione-come una "struttura a triplo-blocco" o la tecnologia "nucleo mobile". Queste tecnologie sono implementate tramite sistemi di smorzamento appositamente progettati e moduli di auto-calibrazione, che consentono ai componenti ottici principali di ripristinare rapidamente e automaticamente il corretto allineamento in seguito a un impatto.
Il design strutturale di una livella laser può presentare un telaio unibody costruito in lega di alluminio di grado aerospaziale-. Tutti i componenti in plastica dell'alloggiamento sono progettati con una struttura a guscio cavo-e tutte le superfici di contatto sono smussate per garantire una maneggevolezza ergonomica.
I livelli laser sono in grado di generare più linee verticali e orizzontali reciprocamente ortogonali-ad esempio, quattro linee orizzontali e quattro linee verticali-e alcuni modelli includono una funzione di punto a piombo verso il basso-. Le linee laser proiettate possono essere ruotate di 360 gradi tramite un meccanismo di regolazione fine-.
