◆血行促進作用
水に溶け込んだ炭酸ガスは、非常に小さい分子構造をしています。そのため、炭酸泉に浸かることで皮膚から浸透し、毛細血管内に入っていきます。
炭酸泉浴をすると、毛細血管は、吸収された二酸化炭素を老廃物とみなし、酸素を取り入れようと、血管拡張ホルモンを分泌します。
これにより血管が拡張され、血流量が増加し、酸素を全身に運搬する酸素化ヘモグロビンが供給されます。
そして、余分な炭酸ガス（二酸化炭素）を取り込む代わりに酸素を放出して皮膚組織へ供給することで細胞が活性化し、患部の組織再生や新陳代謝が促進され、傷やケガの治療に効果を発揮します。
また、血液循環がよくなることで、血管や心臓への負担が軽くなるため、炭酸泉浴をくりかえすことで徐々に血圧を下がることが医学的に分かってきています。
このような炭酸の効能に関する研究は現在進行形で進んでおり、今後ますますの発見が期待されています。
◆血管拡張作用
お温に溶けた炭酸ガスは皮膚から浸透し、末梢毛細血管まで浸透します。
血管内では平常時に比べ二酸化炭素の濃度が高くなるため、体内では老廃物（二酸化炭素）が増え、酸素が不足していると勘違いが起こります。
そして、酸素を供給させるために、血管を広げて酸素や栄養をたくさん送り込みます。
血管が拡張すると、より多くの熱が運ばれるため短時間でより高い体温上昇効果があり、血行が促進されます。
血行促進することによる熱の運搬には、鎮痛作用、保温作用があるといわれています。
血流量が増えることによって、細胞の働きがより活発になります。
各細胞に栄養が供給されることで細胞の修復を助け、ASO(閉塞性動脈硬化症)・褥瘡（床ずれ）・火傷・切り傷などに良いとされています。
血液循環が良くなりますと、体内に貯まった余分な物質も一緒に洗い流されますので、疲労回復・肩こりの改善が期待されます。
末梢血管の拡張には、血管抵抗の減少にも繋がりますので、高血圧・心疾患・狭心症の治療にも役立てられています。（ベースボールマガジン社 本当にいい！炭酸泉より）
◆体質改善
炭酸泉の二酸化炭素量を血管に取り込むことで、酸素を体内に取り込む動きが活発化し、血行が促進されます。
この作用が血管の拡張、老廃物排出に寄与し高血圧症の改善や心臓などの循環器系疾患の症状緩和、糖尿病で併発する閉塞性動脈硬化症の緩和などに効果が見られます。
アトピー性皮膚炎をはじめ冷え性などは低体温であることが原因の一つと考えられます。
高濃度炭酸泉が血管を拡張し血流の流れを活発化させることで、多くの熱も伝達され身体を温める作用もあると言われています。
炭酸泉効果で、血液がアルカリ性になり血液中の乳酸が減少し、筋肉痛や関節痛を軽減すると言われています。
毛細血管の活動活発化で肩こり、腰痛を和らげ、神経痛やリウマチなどの疼痛も緩和する効果も期待されています。
炭酸泉効果で、血液の循環がよくなることによって、循環器系疾患などの症状に改善がみられるほか、リウマチの疼痛、冷え症、肩こりなど血行障害の緩和などに効果があるといわれています。
また、乳酸を中和し、汗や尿として排出させることで疲労回復に繋がるとされています。