Obično se koriste dvije glavne varijante terapije desenzibilizacije. U sustavnoj desenzibilizaciji, pacijenti koji pate od anksioznosti, fobija ili srodnih stanja postupno se izlažu podražajima koji izazivaju reakciju straha, s ciljem da se taj odgovor na strah s vremenom smanji. Novija, i još uvijek donekle kontroverzna, vrsta desenzibilizirajuće terapije oslanja se na brze pokrete očiju kako bi se postupno reprogramirali odgovori mozga na određene podražaje.
Sustavna terapija desenzibilizacije izvorno je razvijena kao tretman za pacijente koji su patili od iracionalnih strahova. Neutemeljeni strah od mraka, zmija, pauka, gužve, visine, zatvorenih prostora i mnogih drugih relativno običnih podražaja relativno je čest. Ti strahovi mogu uvelike ograničiti pacijentovu sposobnost odgovarajuće interakcije sa svijetom.
Pacijent će se često susresti s podražajem, doživjeti strah, dopustiti tom strahu da diktira njegove ili njezine postupke, pobjeći od podražaja, a zatim osjetiti olakšanje. Ovaj ciklički proces teži jačanju i fobije i osjećaja olakšanja koji se osjeća nakon bijega od podražaja. U neliječenih pacijenata, ovaj proces može uzrokovati da fobije i tjeskobe s vremenom postanu dublje ukorijenjene.
Terapija desenzibilizacije nastoji prekinuti ovaj ciklus. Pacijenti se podučavaju tehnikama za upravljanje malim količinama straha i tjeskobe. Zatim su izloženi vrlo malim podražajima, poput pauka na daljinu u plastičnoj kutiji ili malo spuštenog osvjetljenja prostorije. Ovi podražaji izazivaju blagu reakciju straha. Pacijenti se odupiru želji za bijegom, suočavaju se sa svojim strahom i postupno se osjećaju ugodno s blagim podražajima.
Nakon što se pacijenti uspješno nose s jednom razinom podražaja straha, proces se ponavlja sa snažnijim podražajima. Pauk kutija se može pomaknuti bliže pacijentu ili osvjetljenje dramatičnije pasti. Pacijent bi opet bio umjereno uplašen, ali ako se terapijom pažljivo vodi, ne toliko uplašen da bi se uspaničio. Tehnike upravljanja strahom tada se mogu koristiti na novim, dramatičnijim podražajima straha. Ova je terapija osmišljena kako bi pacijentima tijekom vremena omogućila ugodu čak i kod velikih podražaja.
Terapija desenzibilizacije i reprocesiranja pokreta oka je druga vrsta terapije desenzibilizacije. Ova specijalizirana terapija pokušava reprogramirati dio mozga, kako bi se omogućilo pacijentu da obradi i svlada traumatična sjećanja. Uglavnom se koristi za liječenje posttraumatskog stresnog poremećaja (PTSP).
EMDR terapija koristi vizualne podražaje, kao što je objekt koji se brzo kreće, da odvrati mozak tijekom rasprave o bolnom sjećanju. Precizno funkcioniranje ove terapije nije razumljivo, ali se vjeruje da remeti nezdravu fiksaciju mozga na određeni trenutak ili iskustvo. Tijekom vremena, pacijent koji se podvrgava ovoj raznovrsnoj terapiji uči se zamijeniti bolna i negativna sjećanja i misli pozitivnim slikama i mislima.
Dodatna vrsta terapije desenzibilizacije je biološke prirode, a ne psihološke. Ova terapija liječi alergije postupnim izlaganjem bolesnika sve većim dozama alergena. S vremenom, ovaj proces smanjuje histaminsku reakciju tijela na alergene, na isti način na koji sustavna desenzibilizacija smanjuje odgovor mozga na podražaje straha.