PBMTは、レーザーまたはLED光線療法であり、照射部位の組織修復（皮膚の傷、筋肉、腱、骨、神経）を促進し、炎症を軽減し、痛みを和らげます。
PBMTは、回復を促進し、筋肉の損傷を軽減し、運動後の筋肉痛を軽減することが分かっている。
スペースシャトル時代、NASAは宇宙空間での植物の生育状況を研究したいと考えていた。しかし、地球上で植物を育てるために使われていた光源は、植物の生育には適していなかった。消費電力が大きすぎ、発生する熱量も多すぎたのだ。
1990年代、ウィスコンシン宇宙自動化・ロボット工学センターは、より実用的な光源の開発を目指し、クアンタム・デバイセズ社と提携しました。彼らは、その発明品であるアストロカルチャー3に発光ダイオード（LED）を使用しました。アストロカルチャー3は、LEDライトを用いた植物育成チャンバーであり、NASAはスペースシャトルの複数のミッションでこれを成功裏に活用しました。
やがてNASAは、LEDライトが植物の健康だけでなく、宇宙飛行士自身にも応用できる可能性を発見しました。低重力環境では人間の細胞の再生速度が遅くなり、宇宙飛行士は骨や筋肉の減少を経験します。そこでNASAは光バイオモジュレーション療法（PBMT）に着目しました。光バイオモジュレーション療法は、可視光（400～700 nm）および近赤外線（700～1100 nm）の電磁スペクトルにおいて、レーザー、発光ダイオード、広帯域光などの非電離光源を利用する光療法の一種です。これは、様々な生物学的スケールで光物理的（線形および非線形）および光化学的現象を引き起こす内因性発色団が関与する非熱プロセスです。このプロセスにより、痛みの緩和、免疫調節、創傷治癒および組織再生の促進など、有益な治療効果が得られます。光バイオモジュレーション（PBM）療法という用語は、低出力レーザー療法（LLLT）、コールドレーザー、レーザー療法といった用語の代わりに、研究者や臨床医の間で使われるようになっている。
光線療法装置は、目に見えない近赤外線から可視光線（赤、オレンジ、黄、緑、青）まで、有害な紫外線が届く前に止まる様々な種類の光を使用します。これまでのところ、赤色光と近赤外線の効果が最もよく研究されています。赤色光は皮膚疾患の治療によく用いられますが、近赤外線はより深く浸透し、皮膚や骨、さらには脳にまで届きます。青色光は感染症の治療に特に効果的であると考えられており、ニキビ治療によく用いられます。緑色光と黄色光の効果についてはまだ十分に解明されていませんが、緑色光は色素沈着の改善に、黄色光は光老化の軽減に効果があると考えられています。
