戴維醫療黃疸治療儀的核心作用機制基于光化學反應原理，具體為光異構化（photoisomerization）與光氧化（photooxidation）過程。新生兒高膽紅素血癥主要由未結合膽紅素（unconjugated bilirubin, UCB）在血液中蓄積所致。UCB為脂溶性物質，難以通過腎臟排泄，且在高濃度下可透過血腦屏障，對中樞神經系統產生毒性。該治療儀通過發射波長范圍集中于460–490 nm的藍綠光（峰值通常設定在470±10 nm），該波段恰好與UCB的最大吸收光譜相匹配。當光子被UCB分子吸收后，其分子結構發生構型改變，主要生成兩種水溶性產物：構型異構體（lumirubin）和結構異構體（configurational isomers）。其中，lumirubin具有高度水溶性，可不經肝臟葡萄糖醛酸化即可直接經膽汁或尿液排出體外；而結構異構體雖仍需肝酶處理，但其極性增強，亦有利于后續代謝。

從物理光學角度，戴維醫療黃疸治療儀采用高功率LED陣列作為光源，通過光學擴散板與反射腔設計，確保照射面光強分布均勻（通常要求中心區域照度變異系數≤15%）。LED光源的優勢在于其窄帶發射特性（半高寬約20–30 nm），可精準覆蓋有效治療波段，同時避免無效或有害波段（如<400 nm的紫外線可能損傷皮膚DNA，>500 nm的紅外線則導致熱負荷增加）。設備內部通常配備光強傳感器與閉環反饋系統，實時監測并調節輸出照度，維持治療劑量穩定。此外，部分型號引入雙面照射技術（上下光源同步工作），以提升光子穿透深度，尤其適用于體重較大或皮膚較厚的新生兒，從而縮短療程時間。整個光療過程不涉及電離輻射或藥物介入，屬于非侵入性物理療法，其療效與照射強度（μW/cm2/nm）、持續時間、暴露體表面積及患兒日齡、體重等因素密切相關。