Mechanizmy Ból neuropatyczny nie jest następstwem jednego swoistego mechanizmu. Uszkodzenie lub choroba układu somatosensorycznego może prowadzić do wielu zmian zachodzących równocześnie na poziomie nerwów obwodowych, zwojów czuciowych, rdzenia kręgowego i mózgu. U różnych chorych, a także w różnych zespołach bólowych, znaczenie poszczególnych mechanizmów jest odmienne.
Mechanizmy obwodowe Po uszkodzeniu nerwu może dochodzić do zmian ekspresji, rozmieszczenia i funkcji kanałów jonowych, w tym kanałów sodowych, wapniowych i potasowych. Zmiany te mogą zwiększać pobudliwość neuronów czuciowych i prowadzić do samoistnego powstawania potencjałów czynnościowych.
Nieprawidłowa samoistna aktywność elektryczna, określana jako aktywność ektopowa, może powstawać między innymi w miejscu uszkodzenia nerwu, w nerwiaku, w uciskanym nerwie lub korzeniu nerwowym oraz w zwojach rdzeniowych. Może stanowić jedno ze źródeł samoistnego bólu neuropatycznego i napadowych doznań przypominających wyładowania elektryczne.
Uszkodzenie nerwu może również powodować zmiany w nieuszkodzonych sąsiednich włóknach czuciowych oraz zwiększać odpowiedź obwodowych neuronów czuciowych na bodźce.