当身体某处受伤或发炎时，该区域的感觉神经末梢会被激活。这些感觉神经末梢被称为伤害性感受器，它们可以感知组织损伤、极端温度或化学刺激等有害信号。一旦被激活，伤害性感受器会将电信号沿着感觉神经纤维传递到脊髓。
在脊髓中，这些信号通过突触连接传递给其他神经元，通常是位于背角的第二级神经元。第二级神经元再将信息向上传递至大脑，主要到达一个叫做丘脑的大脑区域。丘脑是大脑的感觉处理中心之一，它负责接收并整合来自身体不同部位的各种感觉信息。
最后，经过初步处理的信息从丘脑传送到大脑皮层的不同部分，包括初级体感皮层和前扣带回等与疼痛感知密切相关的区域。在这个过程中，大脑会分析疼痛的性质、位置以及强度，并产生相应的主观体验，即我们所感受到的疼痛。
此外，除了这个直接的上行传导路径外，还存在下行调节系统，可以从大脑向下发送信号来调制脊髓水平对伤害性刺激的反应，从而影响疼痛感觉。这种机制在慢性疼痛和痛觉异常中尤为重要。
