Während einer Fastenzeit kommt es zu zahlreichen biochemischen und physiologischen Vorgängen im Körper. Zwar sind die Datenlagen sehr umstritten, da ihnen verschiedene Fastenarten und unterschiedliche Fastendauern zugrunde liegen, es sollte aber erwähnt werden, dass bei einer Fastendauer von 2-3 Tagen bereits eine Veränderungen des Immunsystems festgestellt werden konnten. So kam es zum Rückgang von entzündungsvermittelnden Eiweisen (Haptoglobin, Transferrin), zu einer erhöhten Aktivität von Fresszellen (Makrophagen) und vermehrter Aktivität von NK-Zellen. Dem Ausschalten des Magen-Darmtraktes während der Fastenzeit wird einer der Hauptwirkungen zugeschrieben.
Da über die Nahrung ein Großteil der Giftstoffe und Bakterien in den Körper gelangen, befinden sich viele Komponenten des Immunsystems im Magen- Darmsystem. Durch die Stilllegung in der Fastenzeit werden nicht nur weniger Giftstoffe und Bakterien in den Körper gelangen, sondern  das Immunsystem wird auch entlastet. In Hungerzeiten verbrennt der Körper zunehmend die für diverse Stoffwechselvorgänge unbedingt notwendigen Eiweiße. Das könnte zur Folge haben, dass auch dadurch weniger Antikörper hergestellt werden und so das Immunsystem zunehmend geschwächt werden würde. Da aber auch gleichzeitig weniger Krankheitserreger in den Körper gelangen, scheint dieser Effekt nicht weittragend zu sein. Der Eiweißverbrennung wird teilweise auch ein Anregen der mikrobiologischen Zirkulation zugeschrieben.
Der gleiche Effekt wird auch bei der in Fastenzeiten stattfindenden Entwässerung zugeschrieben. Nicht nur die im Körper befindlichen Giftstoffe sollen so aus dem Körper befördert werden sondern auch hier solle die mikrobiologische Zirkulation angeregt und somit das Immunsystem und andere gesunde Stoffwechselvorgänge im Körper wieder angeregt werden. Zahlreiche hormonelle Veränderungen können während des Fasten beobachtet werden. Die genauen Auswirkungen dieser Veränderungen sind aber wissenschaftlich noch nicht ausreichend erforscht. Zu den hormonellen Veränderungen zählen: Reduktion der Schilddrüsenhormone, ACTH und Kortisonverminderung, Endorphinverminderung, Verminderung der Insulinmenge im Blut und der Insulinproduktion, Verminderung der Östrogenproduktion.