冷水浴的科学依据主要与其对血液循环、炎症反应、代谢调节等方面的生理影响有关。适度的冷水刺激可能通过激活神经内分泌系统，产生多种适应性反应，但具体效果存在个体差异。
1、促进血液循环
冷水刺激可引起外周血管收缩，随后出现代偿性血管舒张，这种血管舒缩训练能增强血管弹性。研究表明，规律冷水浴者的血管内皮功能改善约15%-20%，但高血压患者需谨慎尝试。
2、加速肌肉恢复
运动后11-15℃的冷水浸泡可降低肌肉温度3-5℃，减少炎症因子IL-6分泌约30%，同时降低肌酸激酶水平，缓解延迟性肌肉酸痛。但浸泡时间建议控制在10-15分钟，避免低温损伤。
3、调节代谢功能
寒冷刺激激活交感神经系统，促使褐色脂肪产热增加20%-30%。实验数据显示，每日15分钟15℃水浴可使基础代谢率暂时提升5%-7%，但对长期减脂效果仍需更多临床验证。
4、增强心理韧性
2-5分钟的冷水刺激可使去甲肾上腺素水平升高200%-500%，β-内啡肽分泌增加150%-250%，这种应激反应可能提升心理抗压能力，但可能加重焦虑倾向者的症状。
进行冷水浴应遵循渐进原则，从四肢局部冷敷开始，逐步过渡到全身。心脑血管疾病患者、孕妇及体弱者应避免尝试。建议将水温控制在10-20℃之间，持续时间不超过20分钟，出现寒战或皮肤苍白时应立即停止。