Czynnikiem chłodzącym jest CO2 dzięki czemu występuje skrócenie pierwotnej reakcji organizmu na zimno (obkurczanie naczyń krwionośnych). Reakcja wtórna (gwałtowne rozszerzanie naczyń) występuje już w trakcie zabiegu co umożliwia dalsze aplikowanie dużej dawki zimna do głębiej położonych tkanek. Działająca temperatura to – 75 stopni Celsjusza. Wykorzystanie mechanizmu regulacji cieplnej tzw. fale Lewisa. Polega ono na okresowym zwężaniu i rozszerzaniu naczyń powierzchownych i odruchy naczyń głębokich. Otaczające zimno działa na układ hormonalny oraz immunologiczny. Szybciej niż w normalnej temperaturze wydziela się endorfina, bardzo silny, naturalny środek przeciwbólowy. Aktywniej krążą substancje przeciwzapalne. Zmniejsza się napięcie mięśni. Stają się one bardziej elastyczne, sprawniejsze i mogą wykonać większy wysiłek.
Biologiczne efekty stosowania zimna to działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne, przeciwobrzękowe, zmniejszające napięcie mięśniowe.
Krioterapia miejscowa leczy urazy, silne stłuczenia, likwiduje miejscowy ból, ułatwia tradycyjną rehabilitację. Stosowana przy rozległych oparzeniach znacznie zmniejsza szok termiczny i łagodzi ból pooparzeniowy, który jest szczególnie dotkliwy. Pomaga również w chorobach reumatycznych oraz zwyrodnieniowych. Usprawnia pojedyncze stawy, likwiduje przykurcze i napięcia mięśni. Wspomaga leczenie nerwu kulszowego, a także likwiduje nerwobóle. Coraz częściej stosuje się ją także do leczenia otyłości, a w gabinetach kosmetycznych do zwalczania cellulitu.
