目前认为，各种形式的超强刺激都可引起组织细胞释放出某些化学物质，称为致痛物，包括：乙酰胆碱、5-羟色胺、组胺、缓激肽及多肽类、钾离子、氢离子，以及组织损伤时释放的酸性代谢产物等;前列腺素E1也已被证明可提高组织对疼痛的敏感性而致疼痛。致痛物直接作用于神经末梢的痛觉感受器，产生冲动经过不同的传入神经到达脊髓的后根神经节细胞，并沿脊髓丘脑侧束，经内囊传至大脑皮质中央后回的第一感觉区，而引起有定位的痛觉。头面部的刺激主要由三叉神经感觉支传入;主要由交感神经传入;食管和气管的痛觉则由迷走神经干的传入神经上传。