低温可以减少脑耗氧量和代谢率，改善细胞膜通透性，增加脑对缺血缺氧的耐受力。体温每下降1℃，脑血流量平均减少6.7%，脑脊液的压力平均下降5.5%。此外，低温能显著升高组织中三磷酸腺苷(ATP)的含量和腺苷酸激酶的活性，腺苷酸激酶能使二磷酸腺苷(ADP)迅速转化为三磷酸腺苷(ATP)，ATP是维持脑组织生理活动的主要能源物质，低温治疗能有效减轻脑水肿，降低颅内压。