尽管对音乐治疗的机制研究薄弱，但是许多研究报告还是能说明一些问题。综合国内外的研究和一些生理实验报告，音乐治疗机制大体可概扩为以下几个方面：
1、音乐刺激能影响大脑某些递质如乙酰胆碱和去甲肾上腺素的释放，从而改善大脑皮层功能。
2、音乐能直接作用于下丘脑和边缘系统等人脑主管情绪的中枢，能对人的情绪进行双向调节。
3、情绪活动的中枢下丘脑、边缘系统及脑干网状结构与植物神经系统密切相关，也是人体内脏器官和内分泌腺体活动的控制者，因而情绪的紧张状态能直接导致某些内脏器官的病变，而罹患“心身疾病”。音乐能调节人的情绪，所以也就能帮助治疗某些心身疾病。
4、大脑听觉中枢与痛觉中枢同在大脑颞叶，音乐刺激听觉中枢对疼痛有交互抑制作用，同时音乐还能提高垂体脑啡呔的浓度，而脑啡呔能抑制痛疼，所以音乐有镇痛作用。
5、音乐能改善大脑功能，协调大脑左右半球，从而促进人的智力发展，所以常被应用于儿童的早期智力开发;音乐能改善智力障碍儿童的能力，所以音乐广泛地应用于特殊教育。
6、心理学研究显示，音乐能影响人格，情感培养对人格成长至关重要，而音乐包容了人的情感的各个方面，所以能有效地铸造人格;音乐能超越意识直接作用于潜意识，因而在心理治疗中有特殊功效;音乐活动是极有序的行为，有助于协调身心及建立和谐的人际关系，因此被广泛应用于行为治疗
