레이저 연마는 냉간 가공 금형강 Cr12MoV의 표면 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이 강종의 레이저 연마 표면 품질에 영향을 미치는 요인을 탐구하기 위해 직교 실험법을 이용하여 실험 계획을 수립하였으며, 다양한 레이저 연마 공정 매개변수로 냉간 가공 금형강 Cr12MoV의 표면 처리를 수행하였다. 연마층 조직과 균열 등 표면 기하학적 형상을 특성화하여, 해당 금형강의 레이저 연마 과정 중 표면 균열의 발생 및 확산 메커니즘을 연구하고 분석하였다. SPSS 소프트웨어를 활용하여 레이저 연마 공정 매개변수가 금형강의 용융 재용융 구역 깊이, 연마층 깊이, 표면 거칠기 및 균열 등 표면 품질에 미치는 영향 규칙을 평가하였다. 연구 결과 모든 실험 그룹에서 금형강 연마 표면의 표면 거칠기가 원래 표면보다 감소하였으며, 최대 0.944 μm까지 표면 거칠기가 줄어들어 원래 거칠기 대비 88.8% 감소하였다. 일부 연마 출력이 높은 그룹에서는 금형강 연마 표면에 균열 현상이 나타났다. 레이저 연마 과정에서 레이저 공정 매개변수는 용융 재용융 구역 깊이, 연마층 깊이, 균열 크기 및 표면 거칠기 등 표면 품질에 직접적인 영향을 미치며, 레이저 출력과 스캔 속도가 이들 표면 품질 지표에 유의한 영향을 미치는 요인인 반면, 중첩률은 유의하지 않은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 합리적인 레이저 연마 공정 매개변수 선택은 냉간 가공 금형강 Cr12MoV의 표면 품질을 효과적으로 개선할 수 있다.