Toplotna terapija se sastoji od primene toplote ili hladnoće (krioterapije) sa ciljem promene temperature kože, zglobova i unutrašnje temperature mekog tkiva kako bi se poboljšali simptomi određenih bolesti. Krioterapija i toplotna terapija su smisleni dodaci u tretmanu povreda mišićno-koštanog sistema i povreda mekog tkiva. Upotreba leda ili toplote kao terapeutske intervencije olakšava bolove u zglobovima, mišićima i mekim tkivima, i ima suprotne efekte na metabolizam tkiva, cirkulaciju, zapaljenje, oticanje i elastičnost vezivnog tkiva. Toplotna terapija može se primenjivati u rehabilitacionim ustanovama ili kod kuće.
Cilj toplotne terapije je promena temperature tkiva u ciljanoj oblasti tokom određenog vremenskog perioda kako bi se izazvala željena biološka reakcija. Većina toplotnih terapija je dizajnirana da isporuči terapiju toplote ka ciljnom volumenu tkiva sa minimalnim uticajem na okolno tkivo ili tkivo između njih.
Povećanjem temperature kože/mekih tkiva, cirkulacija krvi se poboljšava putem vazodilatacije. Metabolička stopa i elastičnost tkiva takođe će se povećati. Toplota povećava unos kiseonika i ubrzava zaceljivanje tkiva, takođe povećava aktivnost destruktivnih enzima poput kolagenaze i podiže kataboličku stopu.
Smanjenjem temperature kože/mekih tkiva, protok krvi se smanjuje usled vazokonstrikcije. Sledi vazodilatacija, koja sprečava hipoksičnu štetu (lovni refleks: ako hladni oblog ostane na koži duže od 10 minuta, krvni sudovi se šire). Metabolizam tkiva se smanjuje, kao i neuralna eksitabilnost, zapaljenje, brzina provodjenja impulsa i fleksibilnost tkiva. Pri temperaturama zglobova od 30°C ili nižim, aktivnost enzima koji razgrađuju hrskavicu, uključujući kolagenazu, elastazu, hijaluronidazu i proteazu, je inhibirana. Smanjena metabolička stopa ograničava dalje povrede i pomaže tkivu da preživi ćelijsku hipoksiju koja se javlja nakon povrede.