激光治疗仪的理论基础
认为缺血性疾病的发生不仅仅是血流的紊乱和障碍，还有氧的输送的紊乱和障碍，后者被认为是目前缺血性疾病的主要原因。因此，判断任何用于治疗缺血性疾病的疗法的疗效，都要以能否纠正和改善氧传递的紊乱和障碍，能否恢复和改善血液的氧传递能力为主要标准。
人体机能调节理论
它认为人体是一个有机的、开放的巨系统，人体的生理功能不仅受体内各功能系统之间的交流和调节的影响，还受外界物质、能量和信息的影响。该仪器以激光(有时伴有吸氧)为外界因素，刺激人体体液系统(包括血液、淋巴、唾液)、神经系统和经络系统，能有效调节人体组织器官和全身的功能，体现了这一理论。
激光生物学理论
认为用适当波长和一定功率密度的弱激光照射机体，可以引起机体的反应，即激光的生物效应，如生物刺激效应、光化学效应等，然后利用这些生物效应来治疗疾病，保护健康。这些效果有一定的规律，根据这些来选择和设置参数，从而保证治疗和保健的效果。如果患有缺血缺氧性疾病，要及时去医院治疗，确保病情得到控制和改善。但由于此类疾病的治疗和康复需要较长的疗程，大多数患者不能长期住院，也不宜长期服药。有些患者在病情得到控制和改善后，往往会在一段时间后复发，因此需要反复治疗，甚至终身服药。有了激光治疗仪，患者可以在家中得到辅助治疗和长期护理，从而巩固和提高疗效，进一步缓解病情，促进康复，减少用药，避免药物的毒副作用，增强免疫力，防止疾病复发。如果在症状出现时使用该仪器进行护理，可以及时控制病情的恶化，逆转病理过程，达到自我康复的效果。激光治疗仪是中老年人广泛使用的保健方法。处于亚健康状态的中老年人可以调节血脂、血糖、血压，恢复正常生理功能，提高免疫功能，从而预防缺血缺氧性疾病的发生。对于普通中老年人，有延缓衰老、促进消化、强身健体、安神助眠的功效。
激光的特殊生物效应
激光生物效应一般可分为热效应和非热效应。热效应主要是由组织的热凝固和变性引起的，随着入射光和温度的增加，热效应会加剧。严重时，局部生物组织可能被烧焦、碳化、汽化、蒸发。从组织病理学的角度来看，这是一个烧伤凝固和局部生物组织坏死的过程。非热效应主要是机械损伤，具有光化学、电离等一系列非线性效应。
一般认为激光的生物效应包括热效应、压力效应、光化学效应、电磁场效应和生物刺激效应。这五种效应就是激光生物效应的机理。
热效应
主要是可见光和红外波段的激光照射造成的效应。当激光照射生物组织时，激光的光子能量被生物组织的分子吸收，吸收的光能加剧了生物分子本身的振动和旋转，也加剧了这些受激分子与周围分子的碰撞。分子运动的加剧使得被照射的局部组织逐渐升温，表现为温度升高的形式。特别是，组织和细胞含有各种色素(黑色素、血红蛋白、胡萝卜素等。)，增加了对光能的吸收，促进了生物组织的退化，尤其是蛋白质的退化，从而使组织和细胞受到不同程度(宏观、微观或功能性)的损伤。
在激光的作用下，可能会引发一些吸热的化学反应，这些反应称为热化反应。生物体内有各种各样的热化学反应。热化学反应的一个特点是其反应速率随着温度的升高而增加，因为温度的升高可以增加碰撞频率和分子能量，而光化学反应的活化能来自吸收光子的能量，而不是来自碰撞，所以光化学反应速率几乎与温度无关。光化学反应和热化学反应的另一个区别是，光化学反应可以产生其他激发的原子、分子和自由基，这些是热化学反应时不可能产生的。但实际上，光化学反应和热反应并不容易区分。因为化学反应的初级反应可能是光化学反应，而次级反应是热化学反应。激光对组织的热效应有其一般规律:
(1)结构的温升会随着激光能量的增加而增加；
(2)红外激光热效率高；
(3)生物组织的光吸收率越高，产生的热量越多；
(4)生物组织比热和热容量(即含水量)小的，产热快；
(5)生物组织的血流量和热导率越高，产热越慢。
就被照射组织的局部温度而言，由于温升不同，对生物组织的影响也不同。比如激光照射皮肤和黏膜时，会因为温升不同而先后发生不同程度的变化。低强度激光仅使局部组织温度升高1 ~ 2℃，使局部组织感到温暖。这个温度绝不会造成热致损伤，主要是引起光化学变化，使机体产生一系列生理生化变化，调节机体机能达到治疗目的。氦氖激光和半导体激光在临床上常用于局部照射、穴位照射、反射区照射、激光血管内照射和鼻粘膜照射。
1 ~ 2mW氦氖激光或半导体激光照射可使照射区平均温度提高0.05 ~ 0.1℃。例如，在项英和颊颊点照射5分钟后，局部温度将升高65438±0.5 ~ 5℃。氦氖激光血管内照射时，患者有时自觉照射部位有温热感，说明有轻度发热，可激活血管内酶和血管内受体，使机体产生一系列生理生化变化。鼻内照射时，有的患者感觉鼻腔干燥，有的甚至坚持不了。这是因为鼻腔封闭，热量不易逸出，水分蒸发，需要调整剂量或缩短作用时间。
(2)压力效应
当生物组织受到激光照射时，光子撞击其表面所产生的压力称为光压。
一般认为形成压力的激光主要是脉冲、调Q和锁模激光。当普通光照射到生物体上时，光子在其表面碰撞形成的辐射压力非常小，可以忽略不计。而激光的光压(自光压)虽然很低，但在聚光时功率也有一定程度的增强。
如果脉冲频率在8 ~ 13Hz，快速睡眠(REM)频率相同，治疗效果可能更好，正常的REM可以长寿。
(3)光化学效应
当分子吸收一个光子，就会上升到电子的激发态，从而开始激发态分子回到初始基态，能量不断降低的一系列过程。在这个过程中，除了辐射和非辐射(即所谓的光物理)之外，受激分子还可以发生几种断键和成键的化学反应，即旧键被完全破坏或新键形成的过程，称为光化学反应。简单来说，光化学反应就是利用光能作为活化能的化学反应，称为光化学反应。
激光化学效应主要发生在紫外波段，少数发生在蓝绿色波段，这是由生物大分子的光谱吸收特性决定的。嘌呤、嘧啶核苷酸、核酸、维生素A、维生素B、维生素D、维生素E、核黄素、氨基酸、多肽蛋白的光谱吸收峰都在260 371 nm波长范围内，而细胞色素A、B、C、还原型血红蛋白、氧化酶、胡萝卜素、类黑色素、视紫红质等物质的主要光谱吸收峰，对于生物组织来说，一般的光化学反应是生命生存所必需的，是能量储存的一种方式，在正常生物体内不断进行。比如视网膜中视紫红质的异构化，皮肤在紫外线照射下产生维生素D，植物叶绿素的光合作用等等。根据体外实验结果，光化学反应可分为几种类型:①光聚合；②取代反应；③光解；④光氧化、光异构化和光敏化。超剂量激光照射产生的光化学效应可损伤字体，分子键振动效应可断裂DNA键。
当激光照射时，其能量达不到破坏生物组织，当热效应和压力效应不占优势时，可能主要是生物组织中的光化学效应。
大多数细胞对可见光不敏感，因为它们的有机成分对可见光没有明显的吸收。而一些细胞器大分子如果存在并富集在生物组织和细胞中，可以选择性吸收这些光敏剂。激光照射后，光敏剂分子吸收光能，引起光化学反应，破坏细胞器，甚至杀死细胞。因此，低强度激光血液照射时，一定要慎用药物，尤其是光敏药物。光敏剂没有永久的化学反应，只是催化光化学反应。
在光敏治疗中，可分为两类，一类是不含氧分子的补骨脂素。是一种高效光敏剂，温度对光敏化反应速率影响不大。将补骨脂酊等药物涂于病灶处，再用紫外氮激光和准分子激光照射，可治疗银屑病和白癜风。如果有呋喃苯胺酸，用365nm的紫外线照射可以迅速杀死细菌。
另一种光疗是需要氧分子参与的光动力疗法。这种光疗方法的前提条件是特定波长的光、光敏物质和分子氧，反应过程中的关键是单线态氧的形成。血卟啉衍生物是目前最常用的光敏剂。癌症患者静脉注射血卟啉衍生物三天后，用630nm染料激光照射癌症肿瘤局部，由于光敏作用破坏了供应肿瘤的血管组织和癌组织，导致癌细胞死亡。该方法已广泛应用于国内外体表肿瘤和腔内肿瘤(胃癌、肺癌、直肠癌)的治疗，有效率可达80.6%。除了癌症，这种方法还可以用于治疗鲜红斑痣、银屑病等，都取得了很好的效果。除血卟啉衍生物外，还有许多新型光敏剂也用于临床，如竹红菌素、黄柏、黄连等，均用于治疗病毒性角膜炎、外阴白斑、年龄相关性黄斑变性甚至获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。
除了治疗，还可以给患者注射一些荧光药物，然后用紫外激光或蓝、紫、绿激光进行局部照射，使其在恶性肿瘤中发出特定的荧光，而在正常组织中不发出，这对癌症的早期诊断和早期发现很有帮助。如注射荧光素钠后，氦-镉激光照射宫颈癌可呈现紫葡萄色荧光，照射胃癌可呈现黄绿色荧光。如注射血卟啉衍生物后，用氪分子激光或氩离子激光照射，可在肿瘤内显示橙色荧光。这种诊断癌症的方法还可以对癌前病变显示荧光，可以对五种癌细胞显示荧光，因此可以早期诊断肿瘤，其诊断符合率可以达到88%。
(4)电磁效应
激光波属于电磁波，与生物物质相互作用会产生电磁效应。电磁场的强度取决于辐照能量。
因为低强度激光的输出功率很小，对电磁效应的影响很小。然而，即使低强度激光与生物相互作用时，产生的电场强度也比地面最强太阳光产生的电场强度大50倍左右。其电磁力可以改变细胞膜的构象，包括膜受体、膜表面电荷、膜脂双层、膜蛋白等。，增加膜表面负电荷，减少红细胞和血小板的聚集，减慢红细胞沉降率，降低血液粘度。
(五)生物刺激效应
以上三种效应都考虑了一定强度的激光在一定机制下的热作用、机械作用和化学作用，会对组织和细胞造成损伤。但在低强度激光的照射下，生物组织会受到激光照射的刺激而引起机体的微观生理变化，机体组织不但不会受到损伤，还能促进病灶组织恢复到正常状态，这在动物实验和临床治疗中都有报道。