เมื่อเซลล์สมองได้รับพลังงาน จากการกระตุ้นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ภายในเซลล์สมองจะเกิดการเปลี่ยนแปลง การไหลของประจุไฟฟ้าชนิดต่างๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต่างศักย์ที่บริเวณผิวเซลล์ ส่งผลให้เกิดการปรับเปลี่ยนการทำงานของเซลล์สมอง ดังนี้
- ปรับเปลี่ยนการหลั่งสารสื่อประสาทบางตัว เช่น catecholamine, dopamine ทำให้เพิ่มหรือลดการทำงานของเซลล์ประสาท รวมถึงช่วยให้เซลล์ประสาทมีการทำงานประสานกันมากขึ้น (synaptic plasticity)
- เพิ่มการทำงานของเซลล์ผนังหลอดเลือด ทำให้เพิ่มการไหลเวียนของเลือดบริเวณที่ได้รับการกระตุ้นมากขึ้น (increase regional blood flow)
- เพิ่มการหลั่งปัจจัยบำรุงสมอง (activity-dependent brain-derived neurotrophic factor -BDNF) ส่งผลให้เกิดการงอกใหม่ของเส้นใยประสาท ผลดังกล่าวอาจเกิดไม่เท่ากันในทุกคนเนื่องจากปัจจัยทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน
นอกจากทำการกระตุ้นที่สมองแล้ว การรักษาด้วยวิธีการกระตุ้นสมองด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ยังสามารถทำการกระตุ้นในระบบประสาทส่วนปลาย เช่น ไขสันหลัง เส้นประสาท กล้ามเนื้อ ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงและปรับเปลี่ยนการทำงานในส่วนนั้นๆ ได้เช่นกัน
โดยผลของการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นและเกิดการปรับเปลี่ยนต่อเนื่องอีกระยะหนึ่งหลังจากรับการกระตุ้นแล้ว ซึ่งผลดังกล่าวจะเป็นผลระยะยาว (Long-lasting after effect)