Običajno se uporabljata dve glavni vrsti desenzibilizacijske terapije. Pri sistematični desenzibilizaciji so bolniki, ki trpijo zaradi anksioznosti, fobij ali sorodnih stanj, postopoma izpostavljeni dražljajem, ki izzovejo odziv strahu, s ciljem, da se ta odziv strahu sčasoma zmanjša. Novejša in še vedno nekoliko kontroverzna vrsta desenzibilizacijske terapije temelji na hitrem gibanju oči za postopno reprogramiranje možganskih odzivov na določene dražljaje.
Sistematična desenzibilizacijska terapija je bila prvotno razvita kot zdravljenje bolnikov, ki so trpeli zaradi iracionalnih strahov. Neutemeljen strah pred temo, kačami, pajki, gnečo, višino, zaprtimi prostori in številnimi drugimi razmeroma običajnimi dražljaji je razmeroma pogost. Ti strahovi lahko močno omejijo bolnikovo sposobnost ustrezne interakcije s svetom.
Pacient se pogosto sreča z dražljajem, doživi strah, dovoli temu strahu, da narekuje njegova ali njena dejanja, pobegne pred dražljajem in nato občuti olajšanje. Ta ciklični proces nagiba k krepitvi tako fobije kot občutka olajšanja, ki se čuti ob pobegu pred dražljajem. Pri nezdravljenih bolnikih lahko ta proces povzroči, da se fobije in tesnobe sčasoma globlje ukoreninijo.
Desenzibilizacijska terapija želi prekiniti ta krog. Bolnike poučimo o tehnikah za obvladovanje majhnih količin strahu in tesnobe. Nato so izpostavljeni zelo majhnim dražljajem, kot je pajek na daljavo v plastični škatli ali rahlo zmanjšana osvetlitev prostora. Ti dražljaji vzbujajo blag odziv strahu. Bolniki se uprejo želji po begu, se soočijo s svojim strahom in postopoma postanejo prijetni z blagimi dražljaji.
Ko se bolniki uspešno spopade z eno stopnjo dražljaja strahu, se postopek ponovi z močnejšimi dražljaji. Pajkovo škatlo lahko premaknete bližje pacientu ali pa se osvetlitev bolj dramatično zmanjša. Pacient bi bil spet zmerno prestrašen, a če je terapija skrbno vodena, ni tako strah, da bi ga zagrabila panika. Tehnike obvladovanja strahu se lahko nato uporabijo za nove, bolj dramatične dražljaje strahu. Ta terapija je zasnovana tako, da se bolniki sčasoma počutijo udobno tudi pri večjih dražljajih.
Desenzibilizacija in terapija z reprocesiranjem gibanja oči je druga vrsta desenzibilizacijske terapije. Ta specializirana terapija poskuša reprogramirati del možganov, da bi pacientu omogočila, da obdela in obvlada travmatične spomine. Večinoma se uporablja za zdravljenje posttravmatske stresne motnje (PTSD).
Terapija EMDR uporablja vizualne dražljaje, kot je hitro premikajoči se predmet, da odvrne možgane med razpravo o bolečem spominu. Natančno delovanje te terapije ni razumljeno, vendar se domneva, da moti nezdravo fiksacijo možganov na določen trenutek ali izkušnjo. Sčasoma se pacienta, ki se podvrže tej vrsti terapije, naučijo zamenjati boleče in negativne spomine in misli s pozitivnimi podobami in mislimi.
Dodatna vrsta desenzibilizacijske terapije je biološke narave in ne psihološke. Ta terapija zdravi alergije tako, da bolnika postopoma izpostavlja vedno večjim odmerkom alergenov. Sčasoma ta proces zmanjša histaminski odziv telesa na alergene, podobno kot sistematična desenzibilizacija zmanjša odziv možganov na dražljaje strahu.