其原理是利用物理能量加热热效应好的化疗药物，灌注到肿瘤部位，使肿瘤组织温度上升到有效治疗温度，并维持一定时间，利用正常组织和肿瘤细胞对温度耐受能力的差异，达到既能使肿瘤细胞凋亡、又不损伤正常组织的治疗目的。

热灌注化疗使热疗与化疗灌注药物产生有机的互补作用，增加患者对化疗的敏感性。能够更有效地杀伤恶性肿瘤细胞，提高病人的生存质量，延长病人的生命，同时又减轻放疗和化疗所产生的副作用，因而被国际医学界称之为"绿色疗法"。

热灌注化疗是当前肿瘤热疗和热化疗最主要、最有效的应用方式。