Der Patient badet in dem Salzwasser oder Mineralwasser. Während des Bades, meist jedoch im Anschluss, erfolgt eine definierte Bestrahlung des Körpers oder eines Hautareals mit UV-Licht (UVB). Bei der Bade-PUVA (einer Art der Photochemotherapie) wird dem Wasser der Wirkstoff (Psoralen) zugesetzt, und es erfolgt die Bestrahlung entsprechend mit UVA.
Durch die Balneo-Phototherapie kann eine Rötung der Haut bis hin zu Symptomen eines Sonnenbrandes verursacht werden. Werden die Augen nicht geschützt, so können unter Umständen Schäden entstehen, beispielsweise an der Hornhaut. Die Haut kann möglicherweise schneller altern. Die UV-Strahlung kann zu Schäden am Erbgut führen, so dass die Gefahr für Hautkrebs leicht steigen kann.
Ist der Patient dem Sonnenlicht ausgesetzt, so kommt es zu einer Verstärkung der Wirkung einer Phototherapie beziehungsweise Balneo-Phototherapie. Sonneneinstrahlung sollte er daher meiden. Bei einer Photochemotherapie gelten besondere Schutzvorkehrungen nach Anweisung des Arztes.