W zależności od częstotliwości stymulacji i zastosowanego protokołu można pobudzić aktywność kory mózgowej lub zmniejszyć poziom jej pobudzenia, modulując tym samym aktywność określonych rejonów mózgu. Głębokość na jaką sięga pojedynczy impuls elektromagnetyczny uzależniona jest, między innymi, od grubości kości czaszki oraz indywidualnego układu bruzd w korze mózgowej, i wynosi około 3 cm. 

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna jako metoda stymulacji mózgu i potencjalna metoda lecznicza została opisana po raz pierwszy w 1985 r [1]. Od tego czasu stała się przedmiotem intensywnych i szeroko zakrojonych badań naukowych. 

Pierwszy protokół TMS został oficjalnie zaakceptowany jako metoda terapeutyczna w 2008 r. przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) i dotyczył leczenia depresji. 

Dziś TMS jest z powodzeniem stosowana w leczeniu schorzeń psychicznych i neurologicznych jako uznana terapia nie tylko w USA, ale też w Kanadzie, Australii, Izraelu, i w wielu krajach Europy Zachodniej (w niektórych państwach metoda ta jest refundowana). TMS zaliczany jest do niefarmakologicznych metod leczenia o działaniu biologicznym.

TMS poprzez swoje działanie na komórki nerwowe wzmaga procesy neuroplastyczności czyli zdolności mózgu do tworzenia nowych połączeń między komórkami nerwowymi i regeneracji. Liczne dowody naukowe wskazują na szereg zmian neurofizjologicznych jakie następują w wyniku powtarzalnych stymulacji (rTMS, repetitive TMS), od zmian w lokalnej aktywności elektrycznej poprzez wpływ na syntezę białek czy ekspresję genów, przez zmiany strukturalne kory mózgowej i szlaków połączeń istoty białej, po zmianę globalnego wzorca aktywności mózgu [2]. Wszystkie te procesy i zjawiska składają się na wysoką skuteczność terapeutyczną TMS.