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La luminoterapia o fototerapia, en sentido estricto, debe entenderse como el empleo terapéutico de la luz. Este agente físico, que compaña al hombre desde que se inició su presencia en la tierra, es el responsable de la vida tal como la conocemos actualmente.

El conjunto de todas las radiaciones electromagnéticas conocidas constituye un espectro continuo de extraordinaria amplitud, que se extiende desde las ondas radioeléctricas más largas hasta los rayos gamma más energéticos. En el espectro electromagnético, las diferentes radiaciones se disponen en orden decreciente de longitud de onda (lo que equivale a un orden creciente de frecuencia). La luz visible por el ojo humano constituye una porción muy reducida del espectro. De gran interés terapéutico para nuestra especialidad, son la luz infrarroja, la luz ultravioleta y la luz láser, es hacia ellos a quien vamos a dirigir este tema.

Para las aplicaciones médicas de las radiaciones empleadas en fototerapia, hay que tener en cuenta una serie de leyes y propiedades que rigen el comportamiento de las ondas electromagnéticas, como son:
1. Ley del inverso del cuadrado de la distancia. Establece que la intensidad de una radiación electromagnética que incide sobre una superficie determinada está en relación inversa con el cuadrado de la distancia entre el foco emisor y la superficie. De este modo en la medida que se separa el foco emisor de la superficie de tratamiento se va perdiendo significativamente la energía.
2. Ley del coseno de Lambert. Establece que la máxima intensidad de la irradiación sobre una superficie se obtiene cuando el haz incide perpendicularmente sobre ésta. Si la incidencia no es perpendicular, por el fenómeno de reflexión la intensidad disminuye.
3. Ley de Bunsen-Roscoe. Establece que el producto de la intensidad de la radiación por el tiempo de aplicación, elevado a una potencia n (exponente de Schwazchild), es constante. Se refiere a la importancia de un mínimo de intensidad para obtener los efectos, y que esta intensidad está en relación inversamente proporcional con el tiempo de aplicación para obtener la misma densidad de energía y por consiguiente, los mismos efectos.
4. Ley de Grotthus-Draper. Indica que, desde el punto de vista de los efectos biológicos, sólo es eficaz la radiación absorbida. De este modo en la metodología de tratamiento, cuando se calcula una dosis se hace pensando en la energía que se va a absorber, por lo que se evita a toda costa la reflexión, la dispersión en otros tejidos, se tiene en cuenta la capacidad de transmisión o penetración, la longitud de onda utilizada. Todo esto para llegar con la dosis requerida al tejido que queremos estimular.

Emisión de Luz:
Después de abordar las características de propagación de las ondas electromagnéticas, es conveniente reseñar algunos aspectos sobre la emisión de la luz, especialmente los de carácter atómico. Pero, antes, conviene repasar algo de historia respecto a la estructura atómica.

Absorción y Emisión espontánea de radiación:
En la teoría sobre la estructura atómica propuesta por Bohr en 1913, se explican satisfactoriamente las características observadas en el espectro de radiación electromagnética emitida por ciertos átomos de estructura simple. El átomo tiende, de acuerdo con la regla general de la naturaleza a permanecer en estado fundamental de mínima energía y constituye un sistema estable. Cuando existe un aporte externo de energía, alguno de sus electrones puede absorberla y alcanzar otra órbita superior, con lo que el átomo adquiere un nivel de energía superior. Esto es lo que se conoce como estado de excitación.
Excitar un átomo consiste en provocar un desplazamiento de sus electrones a órbitas o niveles de mayor energía, suministrándole la necesaria para realizar el salto, ya sea en forma de energía térmica, cinética o electromagnética. Al elevar la temperatura de un cuerpo de modo considerable, este se calienta hasta la incandescencia, estado en el que se emiten fotones de muy amplia variedad, parte de los cuales pertenecen a la franja  visible del espectro electromagnético. Éste es el fundamento de las fuentes luminosas incandescentes, como el fuego o las lámparas de filamento.(257)

Propiedades físicas de la luz y su impacto en la interacción con el tejido.
Todos los fenómenos que vamos a ver, ocurren a la vez, en muchos casos, uno de estos fenómenos predomina hasta excluir, prácticamente a los otros. Insistimos en que solo la fracción de un haz luminoso que, al incidir sobre un tejido, va a conseguir un efecto determinado será aquella que realice el fenómeno de absorción (ley de Grottus-Draper)
Figura

Reflexión
Al interactuar con el tejido biológico, parte de los fotones pueden ser reflejados en todas las interfases, en el caso de la piel, en la interfase aire-epidermis, en la interfase epidermis-dermis, en la interfase dermis-hipodermis y así sucesivamente en dependencia de la capacidad de penetración del haz incidente. La menor reflexión se consigue cuando el ángulo de incidencia del haz sobre la superficie es de 90º, situación que debe buscarse para evitar la pérdida de energía. Debido a las características de los tejidos biológicos, la reflexión que se produce ese de tipo difusa.
Refracción
La refracción tiene lugar siempre que un haz de luz pasa de un medio a otro con diferente índice de refracción n. La consecuencia inmediata es la desviación de la trayectoria de dicho haz al atravesar la interfase entre ambos medios.
Transmisión
Se refiere al recorrido del haz incidente dentro del tejido, es la proporción de flujo radiante que atraviesa el medio. Depende fundamentalmente del fenómeno de absorción, y de la reflexión, siendo inversamente proporcional para ambos casos. Se relaciona con el término de profundidad de penetración.
Dispersión
Se refiere a una proporción del flujo radiante que “se entretiene” dentro del tejido, puede ser la suma de la energía que se refleja, que se refracta, aunque atenúa la transmisión y que puede constituir un paso previo a la absorción. De modo que la dispersión de la luz en los tejidos tiene tres importantes repercusiones: aumento de la reflexión, incremento de la absorción y distribución de la luz más isotrópica en la región distal a la superficie.
Absorción
Es el proceso que constituye el objetivo de la fototerapia, significa la cantidad de energía que se dona al tejido. Son múltiples las posibilidades de niveles de absorción, podrá ser una macromolécula contenida en la membrana celular, o una molécula en la matriz de un organelo, o dentro del material genético del núcleo celular, incluso una molécula libre en el intersticio o un átomo determinado. Es la única porción de energía que va a desencadenar un efecto biológico y por ende un efecto terapéutico. Depende en primer lugar de la longitud de onda utilizada, una gran reflexión atenta contra ella.

Comportamiento óptico de los tejidos biológicos
Cuando se irradian estructuras inhomogéneas, como son los tejidos, se producen conjuntamente absorción y dispersión en el seno de éstos. Si bien la forma de realización de ambas depende de datos físicos, como la longitud de onda de la radiación o el tamaño de las partículas tisulares, en la absorción tiene importancia un factor adicional: la presencia de determinados pigmentos, elementos cromóforos, como la melanina, hemoglobina, mioglobina, etc. Éstos van a marcar claramente las diferencias de absorción de un tejido a otro. El grado de penetración de una longitud de onda determinada dependerá de la absorción de estos pigmentos y de la absorción competitiva de otros elementos celulares. No puede dejar de tenerse en cuenta en este punto, que la absorción que muestran los tejidos biológicos a la luz varía con la actividad metabólica de éstos.