EMDR’nin nasıl çalıştığı henüz tam olarak bilinmemekle birlikte, EMDR’nin yaşantıların yeniden işlenmesini nasıl iyileştirdiğiyle ilgili olası mekanizmalar hakkında devam eden araştırmalar bulunmaktadır. Araştırmacıların hem fikir oldukları konu şu: şimdiki zamanda meydana gelenler, geçmiş yaşantılar sonucu ortaya çıkan ve danışan için halen bir üzüntü kaynağı olan olumsuz düşünceleri, duyguları ve fiziksel duyumları tekrar uyarabilmektedir. Görünen o ki, EMDR bu olaylar arasındaki ilişkiyi değiştirerek, hem geçmiş hem de şimdiki zamanda yaşanan olaylarla ilgili, mevcut olarak yaşanan stresi büyük ölçüde azaltmaktadır.

EMDR’nin, (i) hafızaya ilişkin unsurların birleştirilmesi, (ii) düşünceli olma, yoğunluk, dalgınlık, (iii) serbest çağrışım, (iv) travmatik canlandırmaya hızlı erişimi ve yeniden işlenerek serbest kalmasını sağlamasına ve (v) göz hareketleri ve diğer uyaranlar gibi bilişsel ve duygusal materyalin hızlı bir şekilde işlenmesini nasıl harekete geçirdiğine dair çeşitli hipotezler öne sürülmüştür.

Göz hareketlerinin mekanizmasına ilişkin, ortak olarak öne sürülen varsayım, adaptif tepkiyi ortaya çıkaran şeyin, iki yönlü uyarım olduğudur (MacCulloch ve Feldman, 1996). Bu uyumlu tepkinin, nörobiyolojik mekanizmaları teşvik ettiği ve böylece epizodik anıların harekete geçmesini ve bunların kortikal semantik hafızaya entegre olmasını hızlandırabileceği öne sürülmektedir (Stickgold, 2002). Bazı çalışmalar ise (Andrade v.d., 1997; van den Hout v.d., 2001), göz hareketlerinin veya diğer uyarımların, hedef anıya ilişkin algılamalar üzerinde bir etki yarattığı, resmin canlılığını ve bununla ilişkili duyguların şiddetini azalttığı yönündedir. Ancak EMDR sırasında göz hareketlerinin aktif rolünü desteklemeyen bazı araştırmalar da bulunmaktadır. Bu çalışmaların çoğu, yeterli gruplar arası ayrımın yapılmasına izin vermeyecek derecede küçük örneklem gruplarına sahiptir ve aynı zamanda çok kısa süreli müdahalelere ve klinik olmayan popülasyona dayandırılarak gerçekleştirilmiştir. Dolayısıyla EMDR’de göz hareketlerinin rolünün daha iyi anlaşılabilmesi için daha fazla araştırmaya gerek duyulmaktadır.

EMDR süresince, terapist müdahalenin odak noktası olacak spesifik problemi belirlemek için danışanla birlikte çalışır. Terapist, yapılandırılmış prosedüre dayanarak, danışanın kendisini rahatsız eden durumu veya olayı tanımlamasına rehberlik eder ve üzücü olan önemli kısımlarını seçmesine yardımcı olur. Danışan göz hareketlerini takip ederken aynı zamanda hedef anının veya diğer anıların çeşitli kısımlarını deneyimler. Terapist, danışanın kendi başına doğru bir şekilde işleyip işlemediğinden emin olmak için, düzenli aralıklarla göz hareketlerini durdurur. Terapist bu süreçte danışana yardımcı olur ve ne yönde müdahale edileceği hakkında kararlar verir. Buradaki amaç, danışanın olumsuz deneyimle ilgili bilgiyi hızlı bir şekilde işlemesi ve uygun bir çözülmeyi sağlamaktır. Shapiro’nun deyimiyle bu belirtilerin azalması, danışanın negatif inancının yeni bir pozitif inanç ile yer değiştirmesi ve daha optimal seviyede işlevsellik göstermesi anlamına gelmektedir. EMDR tedavisi tek bir travma söz konusu olduğunda 1 ila 4 seans arasında, daha zor problemler söz konusu olduğunda ise 1 sene veya daha uzun sürebilmektedir.