Nocyceptory to receptory czuciowe obwodowego układu nerwowego. Znajdują się one na końcu komórek nerwowych wywodzących się z zwoju korzenia grzbietowego i zwoju trójdzielnego. Nocyceptory są odpowiedzialne za wysyłanie sygnałów do rdzenia kręgowego i mózgu po wykryciu szkodliwych bodźców w skórze, błonach śluzowych, mięśniach, stawach i narządach. Są również znane jako receptory bólu, ponieważ wywołują uczucie bólu.
Ból może być spowodowany wieloma czynnikami, takimi jak ekstremalne temperatury, ekspozycja na chemikalia lub siła fizyczna. Stopień odczuwania bólu zależy od wrażliwości nocyceptorów. Aby impuls nerwowy został wysłany do ośrodkowego układu nerwowego, receptory muszą wykryć pewien poziom stymulacji.
Istnieje kilka rodzajów nocyceptorów. Niektóre reagują na określone bodźce, podczas gdy inne reagują na kilka rodzajów bodźców. Na przykład nocyceptory termiczne reagują na wysoką i niską temperaturę, a nocyceptory mechaniczne reagują na intensywne ciśnienie. Z drugiej strony, ciche nocyceptory stają się aktywne, gdy tkanka ulega zapaleniu. Początkowo reagują tylko na chemikalia uwalniane podczas zapalenia. Po aktywacji stają się również wrażliwe na naprężenia termiczne i mechaniczne. Nocyceptory polimodalne reagują natychmiast na naprężenia termiczne, mechaniczne i chemiczne.
Po pobudzeniu receptora bólu znajdującego się na twarzy wysyłany jest sygnał do zwoju nerwu trójdzielnego, który znajduje się w mózgu. Gdy pobudzony zostanie receptor bólu w dowolnej innej części ciała, sygnał trafia do zwoju korzenia grzbietowego, znajdującego się obok rdzenia kręgowego. Bodźcem jest zazwyczaj jakiś rodzaj uszkodzenia tkanki, taki jak oparzenie lub skaleczenie.
Po wykryciu przez receptor bólu uszkodzenia tkanki, receptor przechodzi zmiany, które zmieniają środowisko chemiczne. Zmienia to potencjał błonowy, który jest różnicą napięć między wnętrzem i zewnętrzem receptora, tworząc potencjał receptora. Sygnał ten jest przesyłany przez akson do synapsy za pośrednictwem kilku potencjałów czynnościowych. Gdy sygnał dotrze do synapsy, uwalniane są substancje chemiczne zwane przekaźnikami synaptycznymi. Sąsiednia komórka nerwowa przenosi sygnał po interakcji z przekaźnikami synaptycznymi.
Można zmierzyć prędkość, z jaką przemieszcza się sygnał. Do wprowadzenia napięcia do receptora i wykrycia powstałego potencjału czynnościowego w korpusie komórki można zastosować elektrodę i urządzenie rejestrujące. Mierząc odległość między receptorem a ciałem komórki oraz czas potrzebny na dotarcie potencjału czynnościowego, można określić prędkość przewodzenia. W przypadku termicznych i mechanicznych receptorów bólu prędkość przewodzenia zwykle wynosi od 7 do 89 mil na godzinę (około 11 do 143 kilometrów na godzinę). W przypadku wielomodalnych i cichych receptorów bólu prędkość przewodzenia zwykle wynosi mniej niż 7 mil na godzinę (około 11 kilometrów na godzinę).