Diversi studi hanno indicato come molti dei benefici del digiuno intermittente siano dissociati dai suoi effetti sulla perdita di peso e siano piuttosto collegati alla regolazione del glucosio nel sangue, al controllo della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca e alla resistenza allo stress.
In merito a questo ultimo punto, ad esempio, oggi sappiamo che il modo di reagire al digiuno deriva da un adattamento avvenuto nel tempo. I nostri antenati non consumavano pasti regolari ogni giorno, mangiavano quando se ne presentava la possibilità e non avevano uno stile di vita sedentario come il nostro. Nel tempo, questo ha permesso al loro corpo di adattarsi e di sviluppare meccanismi per tollerare le avversità e ristabilire un equilibrio. Le cellule hanno imparato a rispondere al digiuno instaurando una risposta duratura di adattamento allo stress: aumentando le difese antiossidanti, riducendo l'infiammazione e incrementando i meccanismi di riparazione del DNA; caratteristiche importanti di resistenza verso numerose malattie.
Dal punto di vista metabolico, è stato osservato che il digiuno intermittente migliora molti indicatori di benessere, come: la sensibilità all'insulina, la circonferenza addominale (indice non solo di sovrappeso ma di un eccessivo accumulo di grasso viscerale), i livelli di pressione arteriosa, la frequenza cardiaca a riposo, i livelli di trigliceridi e colesterolo nel sangue. Inoltre, riduce l'aumento di radicali liberi e le reazioni di ossidazione a carico dei grassi (lipidi) legate allo sviluppo di depositi di grasso nelle arterie (aterosclerosi).
Sembra, inoltre, che l'eccessiva alimentazione, soprattutto nel corso dell'età adulta, possa predisporre allo sviluppo di ictus, demenze e malattia di Parkinson e che, di contro, la restrizione calorica riesca a ritardare l'insorgenza di tali malattie.
Infine, il digiuno intermittente sembra apportare notevoli benefici in molte aree dell'organismo grazie alla mediazione del microbiota intestinale. Tuttavia, data la diversità dei protocolli applicati, poco si sa della relazione tra la durata del digiuno e l'impatto sulla flora batterica. La durata del digiuno influenza, infatti, in maniera diversa la composizione del microbiota e sembra avere i massimi risultati con un intervallo di 16 ore. I benefici, però, sembrerebbero annullarsi con la ripresa della normale alimentazione.
Tuttavia, ad oggi, molti studi sono stati effettuati solamente sugli animali e questo non permette di affermare con certezza gli stessi effetti benefici sull'uomo. Negli esseri umani la complessità è maggiore e molti studi clinici sono in corso o in fase di completamento: i risultati preliminari sembrano indicare benefici derivanti da regimi di digiuno, ma è necessario attendere i dati conclusivi per avere evidenze attendibili, soprattutto sul lungo termine.
Inoltre, va precisato che, i meccanismi di compenso che l'organismo mette in atto di fronte a una situazione di digiuno e che vengono studiati come benefici, sono meccanismi protettivi utili se di breve durata. Se la situazione di emergenza si prolunga eccessivamente, gli stessi meccanismi protettivi diventano dannosi: vengono messi a dura prova cuore e arterie, vengono depauperati ossa e muscoli (nel lungo periodo anche il muscolo cardiaco) così come può essere compromessa la funzione renale. In sostanza, il digiuno prolungato e ripetuto può provocare variazioni complesse negli equilibri ormonali e alla lunga rischia di comportare seri danni all'organismo. La presenza di qualche malattia concomitante può rappresentare un ulteriore fattore di rischio.