白癜风光化学疗法的作用原理光化学疗法治疗白癜风的作用机理尚不十分清楚，可能有下列几个方面：
①诱导病理性T淋巴细胞凋亡：除了可改变生物分子抗原性，PUVA对细胞免疫和体液免疫均有影响，补骨脂素类的吸收波长为nm，被激活后产生光加反应和细胞内DNA上的胸腺嘧啶共价结合形成光加合物，致使DNA正常结构和功能发生变化甚至发生链断裂，从而大大增强UVA诱导细胞凋亡的作用并可通过细胞因子网络的调节进一步改善引起白癜风的免疫异常。
②影响色素形成：表皮中的黑素细胞在PUVA的作用下，可发生下列改变：有功能的黑素细胞数量增加;黑素细胞的黑素小体明显增多，酪氨酸酶的活性增加，黑素蛋白合成旺盛;黑素小体转移加速，分布形式也由聚集变为散在。PUVA刺激可使白癜风皮损毛囊内残余的黑素细胞增生、肥大，皮损处出现色素再生。AbdelNaser等发现PUVA治疗4个月后，患者表皮中黑素细胞数量是治疗前的3倍，光学显微镜和扫描电镜检查显示有色素再生的白癜风部位，其毛乳头和毛囊周围有黑素细胞的储备。
对取自白癜风边缘的皮肤标本给予紫外线照射，发现经紫外线照射后，毛球部位的黑素细胞明显向毛干方向集中，并具有显著的儿茶酚胺氧化和去甲肾上腺素阳性之紫外线反应敏感的特征。黑素细胞沿毛干密集排列成柱状，表明这些黑素细胞发挥着传递紫外线的作用。