Przejście od bólu ostrego do przewlekłego nie musi oznaczać jedynie długotrwałego utrzymywania się pierwotnego uszkodzenia. W chronifikacji bólu mogą uczestniczyć zmiany obwodowego i ośrodkowego przetwarzania sygnałów, czynniki psychologiczne i społeczne oraz interakcje między nimi.
Neurobiologia
Bodźce mechaniczne, termiczne i chemiczne mogą, jeżeli osiągną odpowiednią intensywność lub zagrażają uszkodzeniem tkanek, aktywować nocyceptory. W ich zakończeniach zachodzi transdukcja, czyli przekształcenie energii bodźca w sygnał elektryczny. Informacja nocyceptywna jest następnie przewodzona przez neurony czuciowe do rdzenia kręgowego i dalszych struktur ośrodkowego układu nerwowego.
Pierwotne włókna nocyceptywne tworzą połączenia między innymi z neuronami rogów tylnych rdzenia kręgowego. Informacje są dalej przekazywane drogami wstępującymi do struktur pnia mózgu, wzgórza i innych obszarów mózgowia uczestniczących w sensorycznych, emocjonalnych, poznawczych i motywacyjnych aspektach doświadczenia bólu.
Sygnały nocyceptywne podlegają modulacji na wielu poziomach układu nerwowego.