Широкое использование мощных лазеров в производстве ограничивается низкой эффективностью лазерного воздействия. Рассмотрено совмещение тепловых источников как средство повышения эффективности процесса. Объект исследования - лазерный гибридный тепловой источник. Оценку эффективности выполняли на основе расчета влияния параметров гибридной обработки на мощность лазерного излучения с помощью компьютерной модели, созданной в МГТУ им. Н.Э. Баумана совместно c СПбГТУ. Предложена модель прогнозирования эффективности процесса, полученная с помощью метода регрессионного анализа. В качестве варьируемых факторов выбраны скорость обработки и расстояние между тепловыми источниками, а в качестве отклика - эффективность лазерного воздействия. Разработанная нелинейная математическая модель зависимости эффективности воздействия лазерного излучения при гибридной обработке закаливаемой стали от параметров режима имеет высокую точность предсказания результата.