Các thụ thể nhận cảm đau (nociceptors) là những sợi thần kinh có khả năng phát hiện những tác nhân kích thích có nguy cơ làm hại cơ thể như nhiệt độ cao, áp lực, hoặc tiếp xúc với hóa chất ăn da. Khi thụ thể đau nhận diện ra một kích thích, con đường đau bắt đầu. Con đường đau bao gồm bốn quá trình: tải nạp, dẫn truyền, nhận thức và điều chế tín hiệu. Tải nạp là quá trình chuyển hóa năng lượng nhiệt, cơ học hay hóa học từ kích thích gây đau thành năng lượng điện từ được dẫn truyền qua hệ thống thần kinh. Quá trình dẫn truyền xảy ra khi năng lượng đã được chuyển đổi, sau đó các xung thần kinh chạy dọc theo sợi thần kinh vào tủy sống và cuối cùng đến não. Tổ chức đích là đồi thị, hoạt động như một bảng điều khiển, có nhiệm vụ chuyển tiếp thông tin đến (các) phần thích hợp của não bộ. Khi thông tin đến não, nhận thức xảy ra. Đây là thời điểm mà con người nhận thức được cơn đau. Dựa vào thông tin từ các xung thần kinh, não có thể xác định vị trí và cường độ cơn đau và cho phép loại phản ứng nào sẽ đáp ứng lại cơn đau này. Các bó bắp cơ co rút lại khỏi nguồn gây đau, não giải phóng hóa chất ức chế để giảm sự dẫn truyền và cũng để làm giảm cơn đau.[14]