Bei der Kryotherapie wird Kälte gezielt zur lokalen Therapie eingesetzt,denn Kälte entzieht dem Körper Wärme. Bei einer niederen Körpertemperatur laufen Entzündungsprozesse verlangsamt ab, da die sogenannten Entzündungsmediatoren inaktiver werden.

Je nachdem, wie lange ein Kältereiz auf Haut und Muskulatur einwirkt, ist die Wirkung unterschiedlich. Bei kurzzeitiger Kälte (bis 5 Minuten) wirkt die Kälte schmerzlindernd, bei längerer Kühlung (10 bis 12 Minuten) wirkt Kälte sogar entzündungshemmend.

Die Kälte verringert die Schmerzempfindlichkeit und verlangsamt die Nervenleitgeschwindigkeit für Schmerzreize. Das gilt auch für die Muskulatur. Zudem werden bei längerer Kühlung die Erschlaffungsphasen der Muskeln verlängert und so die Spannung gesenkt, so dass sich Muskelverspannungen und Verkrampfungen lösen. Kurze Kälteimpulse dagegen steigern die Muskelaktivität.

In den Blut- und Lymphgefäßen wird die Durchblutung von der Kälte vermindert, da sich die Gefäße verengen und weniger Blut zirkulieren lassen. In den Venen erhöht sich dagegen der Blutfluss. Dadurch kommt es zu einer Förderung des Abflusses von Ödemen (Schwellungen). Außerdem wird der Stoffwechsel im gekühlten Gewebe herabgesetzt.