Medycyna starając się wyjaśnić to zjawisko mówi o aktywowaniu sił autoleczniczych, wywołanych przez wiarę w lek lub działanie terapeutyczne. Znaczenie sugestii oddziaływania terapeutycznego wykorzystywano od początków istnienia medycyny. 

Z punktu widzenia neurobiologii efekt placebo lub nocebo można wytłumaczyć w oparciu o fakt, że samo oczekiwanie przez pacjenta poprawy wpływa nie tylko na wzrost lub spadek określonych neuroprzekaźników, ale również na aktywność określonych ośrodków mózgowych. To może się przekładać na poprawę lub pogorszenie stanu zdrowia pacjenta.

Efektu placebo wpływa na psychikę i fizjologie. Część efektów działania placebo można wyjaśnić za pomocą klasycznego warunkowania. Ważną rolę odgrywa nasze spostrzeganie, przekonanie i oczekiwanie. 

Człowiek ma tendencję do zachowania zgodności pomiędzy swoimi przekonaniami, a swoim zachowaniem i przeżywaniem. Oczekiwania kształtują się na bazie naszych dotychczasowych doświadczeń, przeżyć i wzorców. Ponieważ w powszechnej świadomości funkcjonuje przekonanie, że leki podawane w iniekcji, są „ważniejsze” i skuteczniejsze, to i efekt placebo związany z tą formą leku będzie wyrażony silniej niż dla kropli lub tabletek. Nawet gdy zawartość substancji czynnej w leku jest niewielka, to tabletki powinny być odpowiedniej wielkości. Efekt placebo wzmacnia się, gdy substancję obojętną poda lekarz, nie zaś pielęgniarka. Teraz można sobie wytłumaczyć, dlaczego bardzo małe i bardzo duże tabletki działają lepiej niż średniej wielkości. Czerwone tabletki pomagają bardziej niż białe, droższe lepiej niż tanie.

Badania nad placebo pokazały, że powoduje nie tylko specyficzne zmiany fizjologiczne zgodnie z oczekiwaniami (np. zniesienie bólu zęba, a nie innego bólu), ale również powoduje zmiany o charakterze ogólnym, opisywane w kategoriach psycho-neuro-immunologii.

Placebo nie jest tylko zjawiskiem psychologicznym, dlatego że, jest również realnością fizjologiczną z konsekwencjami klinicznymi. 

Wiele badań wskazuje, że tylko w przypadku 20 procent najczęściej stosowanych współcześnie preparatów ich skuteczność dowiedziona została naukowo. To znaczy że, były przedmiotem testów klinicznych, które wyjaśniły jednoznacznie mechanizm ich działania. Pozostałe preparaty to po prostu placebo.

Bardzo znany był  naukowo udowodniony amerykański przypadek z lat pięćdziesiątych XX w., opisany w kilku książkach. Dotyczył on pacjenta nazywanego panem Wright. Miał on nowotwór węzłów limfatycznych w końcowym stadium. Lekarz liczył się z bliskim końcem swojego pacjenta. Kiedy Wright dowiedział się o sensacyjnych wynikach testów nad lekiem na raka o nazwie Krebiozen pozyskiwanym z surowicy konia. Błagał swojego lekarza, by natychmiast postarał się o niego. Ten spełnił jego życzenie i krótko potem zaczął wstrzykiwać Wrightowi eksperymentalną surowicę konia. Jego guzy zniknęły w ciągu kilku dni. Wright dziesięć tygodni później latał swoim prywatnym samolotem. 
Po kilku tygodniach w gazetach pojawiły się doniesienia sceptyczne wobec skuteczności Krebiozenu. Prawie w mgnieniu oka stan Wrighta się pogorszył, nowotwór powrócił. 
Lekarz wytłumaczył mu, że nie powinien wierzyć w bzdury pojawiające się w mediach i podał mu, jak twierdził, „supersilną nową wersję” środka. Sukces był tym razem jeszcze bardziej zadziwiający. Wright mógł nawet opuścić szpital. Przez dwa miesiące cieszył się lepszym zdrowiem. Aż przeczytał druzgocące ostateczne wyniki badań nad Krebiozenem, który oceniono jako zupełnie nieskuteczny. Na wiadomość o tym u Wrighta nastąpił nowy nawrót i mężczyzna zmarł w ciągu dwóch dni.

Z kolei negatywne sugestie mogą wywołać objawy chorobowe. Efekt nocebo zachodzi, gdy pojawiają się szkodliwe objawy w czasie leczenia pozornego w rezultacie negatywnych oczekiwań. 

Gdy podamy morfinę, jeden z najsilniejszych i najskuteczniejszych środków przeciwbólowych i powiemy że, to tylko nie mający żadnego działania roztwór, wielu z pacjentów w przypadku obecności bodźców bólowych będzie reagować prawie tak samo jak bez morfiny.

Współczesny etnolog medycyny dr med. Gerhard Heller donosił w roku 2000 o przypadku z kliniki we Freiburgu, gdzie pacjent gromadził tabletki nasenne, by popełnić samobójstwo. Pielęgniarze liczyli się z czymś takim i podawali mu cukrowe tabletki. Rzeczywiście, pacjent połknął wszystkie placebo na raz. Następnego dnia pacjent został znaleziony martwy.

Warto odnotować, że myśli i emocje pacjenta mają wpływ na biochemię jego mózgu i na wiele czynników immunologicznych a zatem na cały organizm. Efekt placebo oznacza zatem nic innego niż sterowanie zamiast zewnętrznymi, wewnętrznymi wpływami naszego organizmu, a zatem myślami, które nasz mózg przekształca w działania.