Per quanto riguarda il meccanismo di azione le ricerche effettuate sul comportamento di vari test ed indici biologici hanno consentito di chiarire alcuni aspetti del problema. Esso però presenta ancora numerose incognite, legate soprattutto alla difficoltà di poter scindere, sul piano sperimentale, le modificazioni indotte dall'applicazione termica (sabbia) da quelle provocate dall'ambiente climatico marino. La psammatoterapia quindi apporta all'organismo elevate quantità di calore, consentendo di applicare sulla cute temperature molto elevate (55°-60°) proprio per le caratteristiche del mezzo di applicazione, cioè la sabbia a struttura finemente granulare, la cui discontinuità e secchezza facilitano la sudorazione, consentendo all'organismo di mantenere l'equilibrio termico e di evitare i rischi del colpo di calore. A tale intensa termoterapia si aggiunge la stimolazione di tipo chimico fisico dei granuli di sabbia e delle varie sostanze disciolte nell'acqua di mare che con essi sono commiste. Questo complesso stimolo fisico chimico portato sulla cute del paziente esplica effetti locali con l'intensa iperemia, e generali, quali le marcate modificazioni del circolo, con variazioni della distribuzione del sangue e dei liquidi interstiziali che inducono attivazione dei processi metabolici, miglioramento del trofismo cellulare e facilitata eliminazione di scorie metaboliche. L'interazione di tali meccanismi realizza un sinergismo di azione estremamente utile e praticamente insostituibile sul piano terapeutico. Nel trattamento psammatoterapico inoltre si ritiene che vengano messi in atto fenomeni di attivazione neuroendocrina determinati dall'influenza climatica, che si ripercuotono a livello dei connettivi, nel senso di un'azione favorente il riassorbimento degli stravasi ematici, delle essudazioni secondarie e la riorganizzazione dei tessuti lesi.