当代的芳香疗法起源于传统植物医学。1910年，法国化学家勒内·加特佛斯（Rene Gattefosse）在实验室爆炸时，将沾染坏疽气体的双手放入熏衣草油，偶然发现了薰衣草的治疗特性。后来，他写了一本“芳香疗法”的书，并创造了芳香疗法这个词。
芳香疗法最重要的作用原理就是嗅觉与情绪的关联系统，我们的鼻腔里面有上百万个嗅觉受体，可以分辨出近50万种不同的气味。嗅觉受体神经元检测到气味以后，将信号经由嗅球传导到大脑的嗅觉皮层，嗅觉皮层属于大脑边缘系统一部分，参与了我们的情绪，生存本能和记忆形成的过程，其他边缘系统结构还有杏仁核，海马体和下丘脑。杏仁核参与形成情绪反应（尤其是恐惧反应）和记忆，海马体索引并存储记忆，由下丘脑调节情绪反应。大脑边缘系统将诸如气味之类的感觉与我们的记忆和情感联系起来，这就是著名的普鲁斯特现象（Proust Effect）。
今天的芳香疗法已经发展为使用芳香植物的香味来进行身心治疗的一种自然疗法。芳香精油由很多种物质组合而成，大多数都是萜烯，由碳和氢原子链组成，或者是芳香族化合物，萜烯類化合物容易与脂肪结合，具有防腐、消炎、抗菌、抗氧化的作用。
在一些临床研究中，薰衣草被研究得最多，主要通过口服，吸嗅或按摩，声称可以治疗焦虑、抑郁症、抗发炎甚至癌症。首先熏衣草通过边缘系统，特别是杏仁核和海马体进行情绪调整。局部按摩治疗后，芳樟醇和乙酸芳樟酯可通过皮肤迅速吸收，对中枢神经系统有抑制作用。动物实验研究发现，精油可以增加大鼠大脑中感觉良好的神经递质，比如多巴胺和血清素5-羟色胺，改善学习和记忆功能。
2005年一项研究，发表在生理与行为杂志上，200名年龄在18至77岁之间的患者，一半为女性，一半为男性，通过吸嗅香橙与熏衣草的味道，与听音乐或什么都不做的人对比，结果发现芳香味道减少了牙科诊所等待时的焦虑并改善心情。
2013年在土耳其阿塔图克大学（Ataturk University）154名护理学生们也参与了一项实验，他们在考试前采用吸入式的芳香疗法，研究发现，实验组的学生焦虑量表平均分要低于对照组的学生，结果表明，熏衣草精油对考试焦虑有一定的作用。这类研究还饿很多但是不清楚精油在其中起了多大的作用，如果是的话，又是如何起作用的。
所以，很多研究者认为，精油更有可能出于心理原因起作用，比如吸入的仪式。仪式通常要求安静的环境，冥想，按摩，舒适的服装和坐垫，以及闻香的手势等等，仪式还包含重复的动作序列以及心理暗示，这些仪式本身就带有强烈的动机与意义，因此也可能是心理暗示帮助了精油发挥作用。
关于心理暗示，虽然目前大量科学研究广泛报道了薰衣草的镇静和舒缓作用。但是，当薰衣草被文化上与死亡和丧葬相关联的人们吸入，或者被经验上与分娩的痛苦联系在一起的人们吸入时，这些药理特性会发生什么变化？根据助产士回馈，一些第二胎回来的妇女讨厌薰衣草的气味，因为它们是在第一次分娩时使用过的。
虽然很多研究都揭示了精油的重要作用，但是限于研究依然较少，而且实验设计有诸多不足，另外芳香疗法在使用过程中还出现了一些不良反应，甚至包括死亡，最常见的不良反应是皮炎。薰衣草，茶树油是造成不良反应的最常见的精油，还有可能造成男性乳房发育。这些都让人质疑了这种疗法的有效性。但是，比较好的地方就是目前，精油产品DIY使用量激增，人们的担忧也越来越多。在使用前要向专业人士咨询正确使用方法，口服或者直接涂抹皮肤风险很大，如果您知道自己有过敏或敏感性，请务必检查成分标签，发现任何过敏症状，请立即停止使用并联系医生。
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