Os efeitos dos recursos terapêuticos frios penetram mais profundamente e têm duração mais longa do que os dos recursos terapêuticos quentes. O calor causa uma vasodilatação que envia sangue frio para a área enquanto o sangue mais quente é transportado para longe. Por outro lado, a aplicação de frio causa uma vasoconstrição que leva à diminuição da quantidade de sangue que chega para aquecer a área, isso faz com que os tecidos profundos sejam mais afetados pelo frio do que pelos agentes de aquecimento superficial.

Depois que o recurso terapêutico é removido do corpo, os efeitos do frio duram mais do que os efeitos do calor. Isso decorre do mesmo mecanismo responsável pela maior profundidade dos efeitos do frio. Depois de um tratamento com calor, o sangue frio continua a fluir para a área, diminuindo a temperatura, em contraste, a temperatura tecidual fria resultante da aplicação de frio causa a vasoconstrição dos vasos sanguíneos e a diminuição na quantidade de sangue enviado para a área, de modo que um tempo maior é necessário para reaquecer do que para resfriar.

Os dois tipos de recurso terapêuticos são eficazes em reduzir a transmissão da dor, pois aumentam o limiar de dor do paciente e, por meio da estimulação inicial dos nervos sensoriais, ativam o mecanismo de comporta para controle da dor. Embora os pacientes prefiram modalidades de calor úmido, sua eficácia tem pouca duração após o tratamento e, é importante educar o paciente sobre os possíveis efeitos prejudiciais do uso do calor cedo demais no programa de tratamento para ajudar a melhorar a sua cooperação.

A aplicação de frio aumenta as quantidades de mediadores inflamatórios e subprodutos celulares liberados na área, esses resíduos celulares agridem os tecidos e diminuem o dano tecidual e a dor. E, quando o calor é aplicado durante o estágio de proliferação da inflamação, a resposta vascular auxilia no aumento desses resíduos celulares.