Das sensorische Nervensystem erkennt unsere Umwelt durch Stimulation von Rezeptoren in der Peripherie des Körpers. In den letzten 5 Jahrzehnten hat sich unser Wissen über die neurophysiologischen Vorgänge bei Schmerzen von der Nozizeption über Transduktion und Transmission bis zur bewussten Wahrnehmung, der Perzeption, rasant erweitert. Im letzten Jahrzehnt wurde eine weitere deskriptive Form von Schmerzen, die noziplastischen Schmerzen, beschrieben, die uns das Verständnis mancher Schmerzen erleichtern. Im folgenden Kapitel werden das nozizeptive System, die Mechanismen der Kodierung afferenter Schmerzreize, der Hyperalgesie, Transmission und zentralen Sensibilisierung im Zusammenhang mit der neuronalen Plastizität sowie der subkortikalen und kortikalen Schmerzzentren erläutert.