传统中医认为：各种原因导致的脏腑经络气血运行不畅，或淤滞不行，或产生逆乱，或气机升降失常等气血运行障碍的病理改变，引起疼痛症状，即“不通则痛”的病机。针灸治疗通过对穴位的刺激和温煦起到疏通经脉，行气活血的作用，改善了病变部位的气血运行状态，从而改善了病痛处营养状态，恢复其正常的生理活动，即经络通畅，脏腑恢复相对阴阳平衡。

现代研究认为：中枢神经系统除了有痛觉中枢外，在中枢各级水平还有“痛觉调制系统”，可抑制痛觉向中枢传递。针刺信号进入中枢系统后，激发了从脊髓、脑干到大脑各个层次许多神经元的活动，激活了机体自身的镇痛系统，使镇痛物质如5-羟色胺、乙酰胆碱、内源性阿片样物质等分泌增加，从而产生明显的镇痛效应。

近期相关研究：据香港媒体报道，香港大学医学院前院长林兆鑫、香港应科院前行政总裁杨雄哲，以及港大医学院助理教授李耕共同进行研究，过去八年他们最先利用猪、牛肉做测试，其后在老鼠、兔子身上做针灸，最后进行人体测试。杨雄哲表示，他们利用了磁共振摄影技术，成功发现针灸时因震动会产生横切声波，并由肌肉充当传导体把声波在体内传导。当声波到达细胞后，会打开细胞壁的钙离子通道，令钙离子能与白血球互相作用，产生胺多酚，发挥止痛的效用，而这副“止痛药”不会上瘾也没有副作用。

近年来通过多学科的通力协作，对针灸治病原理、经络实质、针刺手法等进行深入的研究，证实针灸对机体各系统功能具有调整作用，能增强机体的抗病能力。针灸镇痛原理已深入到神经细胞、电生理学和神经递质如脑腓肽等分子水平。西方科学家在研究针灸镇痛的实验中，认为针灸可以激发在身体的自然止痛物质释放，从而缓解疼痛。针灸止痛的效果有一个迟缓发作效应，它们缓慢增加，甚至当取针后，才会感到它的止痛效果。治疗几次后效果会更明显。这种效果在停止针灸治疗一段时间后会消失。此外针灸还有抗炎、止痛、解痉、抗休克和抗麻痹的作用。