对皮肤的作用 进行各种水疗法时，水首先在皮肤产生作用，皮肤具有各种周围神经末梢和丰富的血管网，故水疗的程度、机械及化学刺激因素除刺激局部皮肤外，还可以反射性地引起偏远部位器官发生各种不同反应，如热水坐浴可引起盆腔内充血;手浴能影响胸腔脏器;足浴能影响脑部血液循环。
对神经系统的作用 皮肤有丰富的感受器，冷热刺激后，由向心神经传导到中枢而起各系统的反应。由于温热刺激在大脑皮肤可引起抑制过程，故进行温水或不感温水全身浸浴时有镇静作用，治疗后嗜睡。短时间的热水浴 冷刺激亦有兴奋作用，如民间常用冷水喷头脸部以帮助昏迷者更醒。短时间的冷疗法还可提高交感神经的紧张度，发挥强身作作用。冷刺激能锻炼周围神经系统的功能，长时间则会使神经系统的兴奋性降低，因此可用冷冻进行麻痹及替炎症部位镇痛。 不感温对皮肤刺激性非常小。不感温浸浴能使从周围到大脑皮肤的冲动减少，因此可减轻中枢神经系统的负担，使其得到期休息，从而增强其抑制过程，起镇静作用。
对心血管系统的作用 水疗对心血管系统的作用与水温、治疗时间、部位及刺激强度有密切关系。心脏局部冷敷时，能使心脏收缩次数减少，但收缩力加强，脉搏有力，血压下降。心脏部热敷时，使心搏加速，在适当情况下也可能增加心肌张力;但如温度超过39 ℃或治疗时间时，心脏张力即行减低。 当实性心动过速时，心脏部冷敷可获良好效果。但若是心脏本身疾病如心肌炎、内膜炎所致的心搏增快，则须长时间的局部冷敷，每日 2-3次，每日 2-3 小时，可使心脏本身温度降低而使心搏次数减少。 作全身冷水浴时，因初期血管收缩，可增强心脏工作，心搏加速，血压上升;但不久则血管扩张，故减轻了心脏负荷，血压下降，心搏变慢，吊于舒张期的延长，故心脏能获得更好的休息。
对肌肉的作用 在短促的寒冷作用下，肌肉紧张度增高，增加肌肉力量，减少疲劳，尤其伴随有机械刺时更明显。但长时间治疗时，则会使组织内的温度降低，肌肉变僵直，使运动发生困难。短时间的温水浴能提高肌肉的工作能力及养活疲劳，较长时间的温水浴会减低肌肉张力，减轻疼痛和痉挛，故常配合按摩及体疗，对治疗关节疾中层得有良好效果。冷刺激可引起平滑肌收缩，而热刺激可使收缩的平滑肌舒展，此种现象以肠的平滑肌为最明显;如冷可使肠蠕动显著增加，而热则可减缓或解除痉挛。
对新陈代谢的作用 在水疗作用下，代谢过程加强，低温水疗时更是如此。低温水疗主要作用于脂肪代谢，提高气体代谢，过热或过冷水疗时，还可令氮与蛋白质代谢增高，但作用停止后即可恢复。
对排泄功能的作用 在热作用下，汗腺分泌加强，汗液大量排出，而使血液浓缩，组织内的水份进入血管，故可促使渗出液的吸收，许多有害代谢产物及毒素随汗排出。但大量出汗则可使氮化钠大量损失，令身体有衰弱感，因此，水疗时应注意患者排汗的情况，因为在热作用下，有时汗液分泌可达1-2 公升或更多。
