Os mouses a laser e ópticos basicamente tiram centenas de fotos a cada segundo. Eles comparam imagens sucessivas para encontrar um ponto comum entre eles e, a partir desse ponto comum, calculam os deslocamentos xey para enviar ao computador. O laser ou LED apenas age como uma fonte de luz.
Claro que esta é uma simplificação muito vasta. Existem alguns métodos para determinar o ponto comum, por exemplo.
Quanto à mudança para a luz do laser a partir de LEDs, isso foi feito para obter imagens com resolução mais alta (controle mais preciso), bem como permitir que os mouses sejam usados de forma confiável em mais superfícies.