Биофизические процессы, которые, собственно, и обусловливают клинические эффекты фотодинамической лазерной терапии (ФДТ) опухолей различных локализаций, по сути, изучены недостаточно, что делает медицинскую технологию ее практического применения крайне неоднозначной. В связи с этим рассмотрены модели для механизмов ФДТ на макро- и микроуровнях. Реакционно-диффузионная модель исходит из механизма фотодинамического разрушения ткани, связанного с окислительным действием синглетного кислорода, который образуется в результате взаимодействия лазерного излучения с введенными извне фотосенсибилизаторами. Полученное в рамках биофизической микромодели решение для изменений концентраций светочувствительных молекул, а также синглетного и триплетного кислорода показало, что последняя остается практически постоянной по всей толщине опухолевой ткани, уменьшаясь с увеличением интенсивности излучения и с уменьшением коэффициента поглощения. Напротив, синглетный кислород практически весь сосредоточен вблизи реакционной поверхности. Для такого механизма рассчитана скорость распространения фронта разрушения опухоли, логарифмически зависящая от времени действия излучения. Теоретически показана зависимость эффекта от дозы излучения, а не от его интенсивности. Математически модель рассчитывалась для одномерного случая с условием экспоненциального затухания интенсивности излучения. Дополнительным фактором, обусловливающим еще большее поражение при ФДТ объемов опухолевой ткани, является достижение в ней гипертермических, а в некоторых случаях даже и термотерапевтических, температур. Полученные в рамках биотеплофизических двухслойных макромоделей результаты демонстрируют конкретные возможности для клинических условий проведения ФДТ, например, при опухолях мозга. Так, при интенсивностях облучения I=500 мВт/см² зона разрушения ткани, достигаемая за счет гипертермии, примерно вдвое превышает размеры деструкции опухоли при чисто ФДТ. Для малоперфузионных тканей мозга биотеплоэффекты возрастают. Таким образом, разобранные различные биофизические механизмы обусловливают целесообразный выбор условий проведения фотоднамического лечения в каждом конкретном клиническом случае.