眼底病的激光治疗的基础是激光产生的生物学效应。激光工作方式不同，输出功率不同，受击射的靶组织生物学效应也不同。激光的生物学效应有光热效应、光电离效应及光化学效应。

激光照射后，靶组织吸收激光能量温度升高，进而发生一系列组织学、病理学甚至形态学的改变。热效应具有多种表现形式，取决于组织类型及组织吸收激光能量后所达到的最终温度和时间。

光热效应主要表现以下几种形式：

① 温热效应：激光照射后，靶组织温度升高至42～ 60℃，组织内细胞发生变性、凋亡。经瞳孔温热疗法（through pupil thermotherapy，TTT）治疗黄斑部病变（如脉络膜新生血管）的主要机制为温热效应。

② 热凝固效应：激光照射后，靶组织温度升高至60～ 100℃，导致细胞变性，蛋白质及其他大分子变性凝固。热凝固效应在眼底病治疗中应用广泛，是眼底病激光治疗的主要机制。

③ 汽化效应：激光照射后，靶组织温度升高至100～ 200℃，组织内液态水汽化为蒸汽，形成汽泡或伴随微小爆炸。汽化效应穿透力不大，是激光刀治疗外眼病或其他外科病的主要机制，如氩激光虹膜切除术、CO ₂激光治疗表浅皮肤病，以及浅表病变的切割、止血等。

④ 炭化效应：激光照射使靶组织温度升高达到200～ 400℃，组织蛋白质变成碳。多用于恶性肿瘤的切除，以减少操作、并防止肿瘤扩散。

⑤ 气化效应：激光照射使靶组织温度升高达到1000℃以上，生物组织由固体直接气化变成气体。

电离效应是指，高能脉冲激光极短的曝光时间内（10 ^-9秒以内）在焦点部位组织内产生分子或原子电离作用，形成等离子体，其中心部位因高温度、高电压而急剧膨胀，形成的冲击波以声波形式扩散，产生的微小爆炸导致靶组织发生物理性裂解，从而达到靶组织的割裂作用。

电离效应导致的组织物理性裂解，是一种机械效应，它不吸收光，不依赖组织色素，局部组织不产生热，故称为冷效应。电离效应的眼科临床应用的代表是Q开关钕钇铝石榴石激光（Q-Nd：YAG激光），常用于虹膜造孔、膜性白内障切开等。

光化学效应是指基态分子吸收足量的光子能量后上升到电子激发态，又在激发态向基态转化过程中所释放能量，使新的化学键形成或破坏原有化学键的反应。在这一过程中靶组织温度升高不明显（小于10℃），即在凝固阈值以下的温度升高，但发生分子转换，形成新的分子或释放具有活性的对细胞有毒性的自由基、离子和其他不稳定的产物，并由此产生不同的光化学反应，包括光致异构、光致分解、光致聚合、光致敏化。

光化学效应导致的眼部损伤主要有：日光性黄斑病变、电弧光性黄斑病变、手术显微镜光性黄斑病变等。

光化学效应在眼科临床中的应用主要有：①光切除（photo ablation）：如用准分子激光作屈光性角膜切割，用ArF准分子激光断裂组织中碳链和肽链的分子键；②光辐射（photo radiation）：如光敏剂血卟啉衍生物在光照条件下产生的光化学反应，即光动力疗法（photodynamic therapy，PDT）。