光刻機的原理是利用光刻機發出的光，通過具有圖形的光罩，對塗有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光後會發生性質變化，使光罩上的圖形復印到薄片上，從而讓薄片具有電子線路圖的作用。
光刻機又叫掩模對準曝光機、曝光系統、光刻系統等，是制造芯片的核心裝備。光刻，也被稱為光學平版刻法或紫外光刻，是壹種在薄膜或基板（也被稱為“晶圓”）上對零件圖形化的精密加工工藝。光刻機，其實就是壹種將圖紙上的零件圖通過類似照片沖印的技術印制到矽片上的機器。
簡單來說，光刻機就是通過壹系列的光源能量、形狀控制手段，將光束透射過畫著線路圖的掩模，經物鏡補償各種光學誤差，將線路圖成比例縮小後映射到矽片上，不同光刻機的成像比例不同，有5：1的，也有4：1的。然後使用化學方法顯影，得到刻在矽片上的電路圖（即芯片）。為了保證微納米尺度下的加工，光刻機的工作環境需要超潔凈環境。
光刻機的種類
1、接觸式曝光（Contact Printing）：掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當，設備簡單。接觸式，根據施加力量的方式不同又分為軟接觸，硬接觸和真空接觸。
2、接近式曝光（Proximity Printing）：掩膜板與光刻膠基底層保留壹個微小的縫隙（Gap），Gap大約為0～200mm。可以有效避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷，使掩膜和光刻膠基底能耐久使用；掩模壽命長（可提高10倍以上），圖形缺陷少。接近式在現代光刻工藝中應用最為廣泛。
3、投影式曝光（Projection Printing）：在掩膜板與光刻膠之間使用光學系統聚集光實現曝光。壹般掩膜板的尺寸會以需要轉移圖形的4倍制作。提高了分辨率；掩膜板的制作更加容易；掩膜板上的缺陷影響減小。