艾灸疗法的作用机理主要有以下三个方面：
1.局部温热刺激效应
灸疗是一种在人体某特定部位通过艾火刺激，以达到治病防病目的的治疗方法，施灸点皮肤内温度高在56℃左右。皮下与肌层内的温度变化和表皮不同，灸刺激不仅涉及浅层，也涉及深层。正是这种温热刺激，使局部皮肤充血，毛细血管扩张，增强局部的血液循环与淋巴循环，缓解和消除平滑肌痉挛;使局部的皮肤组织代谢能力加强，促进炎症、斑痕、浮肿、粘连、渗出物、血肿等病理产物消散吸收。同时又能使汗腺分泌增加，有利于代谢产物的排泄;还可引起大脑皮层抑制的扩散，降低神经系统的兴奋性，发挥镇静、镇痛作用;同时温热作用还能促进药物的吸收。
研究发现艾灸具有近红外辐射作用。人体既是一个红外辐射源，又是一个良好的红外吸收体，艾灸的近红外辐射为肌体的活动提供了必要的能量，艾灸所发出的近红外光量子能为肌体所调控。在艾灸疗法过程中，近红外辐射作用于人体穴位时，具有较高的穿透能力，是一种有利于刺激穴位的信息照射，在“产生受激共振”的基础上，借助于反馈调节机制，纠正病理状态下能量/信息代谢的紊乱状态，调控肌体的免疫力，从而达到恢复正常机能的目的。
2.经络调节作用
经络学说是中医学说的重要内容，也是灸疗学的理论基础。人是一个整体，五脏六腑、四肢百骸是互相协调的，这种互相协调关系，主要是靠肌体自控调节系统实现的。皮部起着接收器和效应器的作用，经络起着传递信息和联络的作用，头脑综合分析处理信息、发出指令、起着指挥的作用，即皮部、经络系统、大脑、四肢百骸、五脏六腑，这也是生物全息论的研究结果，医学已证明，即便是一种微小的局部性病变，也会呈现全身肌体失调的一切反映(如皮肤红肿，可引起发烧、全身不适)，因此，经络是一个多层次，多功能、多形态的调控系统。因此在穴位上施灸时，由于艾火的温热刺激，才产生相互激发、相互协同、作用迭加的结果，导致生理上的放大效应。
3.其它作用
灸疗的治疗作用还可以通过调节人体免疫功能实现，而且这种作用呈双向调节的特征，即低者可以升高，高者可以使之降低，因为艾灸施于穴位，首先刺激了穴位本身，激发了经气、调动了经脉的功能、使之更好的发挥行气血和阴阳的整体作用，而且激活皮肤中某些神经末梢酶类参与机体的免疫调节，因而对疾病的治疗具有明显的调节作用。
综上所述，艾灸的作用机理，是通过艾灸在燃烧过程中，产生的热效应，传递到经络系统，调动人体的免疫功能，作用于人体五脏六腑、四肢百骸的病变部位，多层次、多功能、多形态的调整，在相互协同相互激发的作用下，产生治疗上的倍数效应。