Skausmo pojūtis išsivystė siekiant užtikrinti, kad organizmai išvengtų kenksmingų ar mirtinų dirgiklių. Skausmas turi stiprų emocinį komponentą, bet ir tikrą fiziologinį jausmo pagrindą. Skausmo fiziologijos tyrimai atskleidė, kad skausmas juntamas ir perduodamas į smegenis panašiai kaip ir kiti fiziniai pojūčiai, tokie kaip temperatūra ar prisilietimas.
Daugelis gyvūnų, įskaitant žmones, turi specifinius skausmui receptorius, vadinamus nocioreceptoriais. Jie egzistuoja visame kūne, išskyrus smegenis, ir yra laisvos nervų galūnės. Esant skausmingiems dirgikliams, jie sukelia nocioreceptorių ląstelę. Gali būti daug galimų skausmo priežasčių, nes dėl mechaninių, cheminių, elektrinių ir biologinių dirgiklių gali kilti šaudymas.
Po pirminio nocioreceptoriaus sudegimo signalas perduodamas kitoms ląstelėms, kurios perduoda informaciją į nugaros smegenis ir smegenis. Remiantis šiuolaikiniais skausmo fiziologijos tyrimais, skausmas suvokiamas, kai šie signalai pasiekia centrinę nervų sistemą. Talamas yra pirmoji sritis, kurioje jaučiamas skausmas.
Tada signalas perduodamas limbinei sistemai, kuri yra emocinis skausmo aspektas, ir kartu į smegenų žievę. Čia vyksta skausmo aiškinimas ir suvokimas. Kai kurios žievės dalys, įskaitant pirminę jutimo žievę, leidžia nustatyti skausmo šaltinį.
Skausmo fiziologijoje yra dviejų skirtingų rūšių nervinių skaidulų, kurios sukelia dviejų tipų skausmą. Pirmasis tipas, vadinamas A pluoštais, greitai perduoda informaciją apie staigų skausmą, pvz., pjūvį ar nudegimą. Greitas perdavimas leidžia refleksinėms reakcijoms, pvz., nutolti nuo skausmo priežasties, smegenims net nesuvokiant paties skausmo.
Kitas skausmo fiziologijoje svarbus nervinių skaidulų tipas yra mažesnė C skaidula. Šios skaidulos perduoda pranešimus po pradinio skausmo pojūčio ir perteikia nuobodžius skausmus arba lengvus nudegimus, atsirandančius po stipresnio pradinio skausmo. Pranešimai iš C skaidulų perduodami lėčiau dėl jų dydžio ir dėl to, kad jų aksonai nėra apvynioti mielinu. Manoma, kad jie yra atsakingi už kai kuriuos lėtinio skausmo pojūčius.
Supratus skausmo fiziologiją, paaiškėjo įvairūs skausmo vaistų tikslai. Daugelis skausmo gydymo būdų yra skirti skausmo signalų, susijusių su emociniu skausmo komponentu, slopinimu, įskaitant narkotinius skausmą malšinančius vaistus. Nereceptiniai skausmą malšinantys vaistai dažnai mažina uždegimą ir pradinių skausmo signalų perdavimą iš nocioreceptorių. Dar kiti vaistai nuo skausmo apima vaistus nuo epilepsijos, kuriais siekiama užkirsti kelią nuolatiniam skausmo suvokimui iš nervų sistemos netinkamų ląstelių.