Masaż segmentarny poprzez likwidację odruchowych zmian w skórze, mięśniach i innych strukturach ma na celu przerwanie tego błędnego koła i przywrócenie prawidłowej funkcji danego segmentu oraz powiązanego z nim narządu.
Podłożem neurofizjologicznym działania masażu segmentarnego są połączenia pomiędzy układem nerwowym autonomicznym a somatycznym. Bodziec bólowy pochodzący z chorego narządu przewodzony jest włóknami układu autonomicznego – zarówno współczulnymi, jak i przywspółczulnymi – a następnie poprzez interneurony przenosi się na neurony czuciowe układu somatycznego, co tłumaczy zjawisko rzutowania bólu trzewnego na powierzchnię ciała. Pobudzenie tych samych dróg w odwrotnym kierunku stanowi z kolei mechanizm oddziaływania masażu segmentarnego – odpowiednie bodźce aplikowane na tkanki (skórę, mięśnie) w danym segmencie mogą wywołać efekt refleksoterapeutyczny, wpływając na unerwiony przez ten segment narząd wewnętrzny. Zaobserwowano również, że masaż segmentarny działa normalizująco na układ nerwowy wegetatywny, pomagając przywrócić równowagę między jego częścią współczulną i przywspółczulną (m.in. poprzez redukcję nadpobudliwości układu współczulnego). Masaż tego typu, oprócz odruchowego wpływu na narządy, wywołuje także efekty ogólne podobne do masażu klasycznego, stymulując wydzielanie substancji prowadzących do tzw.