高温能够损伤细胞膜，并使蛋白质变性。根据目前已有的研究数据，当温度达到42.5℃以上时，细胞的生存率会急剧下降。
当温度上升时，细胞的代谢速度加快，肿瘤病灶内部会逐渐进入缺氧状态。此时，细胞的无氧酵解增强，大量产生酸性的代谢产物（乳酸），病灶中的pH降低。而在这样的内环境之中，细胞更容易被高温灭杀。
热疗有哪些的优势？
热疗的主要优势表现于三个方面。
01副作用小、易于耐受
接受热疗，患者需要承受的痛苦更小。热疗不会造成创伤或辐射等伤害与痛苦，因此不会为患者带来额外的负担，更加容易耐受。
02与其它方案联用效果好
热疗是一种比较“百搭”的治疗手段，在与其它方案的联合应用中也能展现出良好的效果，将整体的疗效大幅度提升。
目前，比较明确适合成为热疗的“搭档”的疗法包括放疗和化疗，以及目前新兴的免疫治疗方案等。
放疗+热疗：完全缓解率提高3倍
根据临床研究，处于分裂期的癌细胞对于放射线更加敏感。而处于合成期的癌细胞对于放射线不敏感，对于高热更加敏感。
因此，放疗与热疗联合能够发挥协同的作用，疗效更好。一些临床研究也已经证实了这一点。在细胞试验中，仅采用4Gy剂量的放射线对癌细胞进行照射，癌细胞的存活率为25.8%；而采用4gy剂量放射线照射+热疗，癌细胞的存活率仅1.5%~3%。使用热疗+放疗对癌细胞的杀伤效果提升了8.6~17.2倍。
在患者中的临床试验同样验证了这一点。一项针对829例患者的丹麦中心研究结果显示，仅采用单纯放疗，患者的完全缓解率大约为16%~38%；而采用放疗+热疗，患者的完全缓解率可以达到46%~48%。完全缓解率的提升幅度高达1.2~3倍。
一项来自杜克大学研究者2010年发布的研究结果显示，在乳腺癌的放疗中联合应用热疗，能够显著增加患者的整体缓解率。单用放疗的患者，整体缓解率为42%；而接受放疗+热疗的患者，整体缓解率为65%。
