物理性的機械損傷、代謝或營養性神經改變、病毒感染、藥物或放療的神經毒性、缺血性神經損害、神經遞質功能障礙等。
電生理基礎
受傷神經部位的神經細胞膜Na離子通道和電壓門控Ca離子通道的表達增高，并釋放一些介質，使神經元的正常生理活動發生改變，導致對非傷害性或微小傷害的外周刺激反應加劇。大量自發放電，不停地向脊髓神經元發放異位沖動，增加脊髓神經元的敏感性和突觸與突觸之間神經遞質的傳遞，從而引起脊髓水平的興奮性增高和感覺功能異常。
離子型N-甲基-D-門冬氨酸（NMDA)受體中樞的激活因細胞內Ca離子濃度升高而啟動多種中樞神經系統過程，形成中樞神經元興奮性持久升高等可塑性變化。
解剖學基礎
神經受傷部位交感神經纖維增多，引起脊神經感覺神經元對機械、冷熱制激的敏感性增強。同時發現，初級傳入有髓低閾Aβ神經纖維占據了高閾值C纖維的位置，并且與原來的c纖維形成新的突觸，激活了原本對 C纖維無反應的神經元。這是Aβ神經纖維參與神經病理疼痛的解剖基礎。