一般认为，氩氦刀对肿瘤的杀伤作用分为即刻杀伤作用和延迟杀伤作用。即刻杀伤作用是当氩气发挥作用时，针尖周围温度迅速降低至-175℃，肿瘤细胞脱水，紧接着氦气发挥作用时，肿瘤细胞迅速复温至45℃，肿瘤细胞膜破裂死亡。延迟作用包括微血管闭塞引起肿瘤缺血坏死以及促进细胞免疫调控等。
