Οι Nociceptors είναι αισθητικοί υποδοχείς του περιφερικού νευρικού συστήματος. Βρίσκονται στο άκρο των νευρικών κυττάρων που προέρχονται από το γάγγλιο της ραχιαίας ρίζας και το γάγγλιο του τριδύμου. Οι Nociceptors είναι υπεύθυνοι για την αποστολή σημάτων στον νωτιαίο μυελό και τον εγκέφαλο όταν εντοπίζονται επιζήμια ερεθίσματα στο δέρμα, τους βλεννογόνους, τους μύες, τις αρθρώσεις και τα όργανα. Είναι επίσης γνωστοί ως υποδοχείς πόνου επειδή προκαλούν την αίσθηση του πόνου.
Ο πόνος μπορεί να προκληθεί από μια σειρά επιρροών, όπως ακραίες θερμοκρασίες, έκθεση σε χημικά ή φυσική δύναμη. Ο βαθμός στον οποίο αισθάνεται ο πόνος εξαρτάται από την ευαισθησία των πονοκεφάλων. Ένα συγκεκριμένο επίπεδο διέγερσης πρέπει να ανιχνευθεί από τους υποδοχείς προκειμένου να σταλεί μια νευρική ώθηση στο κεντρικό νευρικό σύστημα.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι νοσημάτων. Μερικοί ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένα ερεθίσματα ενώ άλλοι σε διάφορους τύπους ερεθισμάτων. Για παράδειγμα, οι θερμικοί πονικολόγοι ανταποκρίνονται σε ζεστές και κρύες θερμοκρασίες και οι μηχανικοί νυσταγωγείς σε έντονη πίεση. Από την άλλη πλευρά, οι αθόρυβοι πονικολόγοι ενεργοποιούνται όταν ο ιστός φλεγμονή. Αρχικά, ανταποκρίνονται μόνο στις χημικές ουσίες που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της φλεγμονής. Μόλις ενεργοποιηθούν, γίνονται ευαίσθητα και σε θερμικές και μηχανικές καταπονήσεις επίσης. Οι πολυμορφικοί νοοϋποδοχείς ανταποκρίνονται άμεσα σε θερμικές, μηχανικές και χημικές καταπονήσεις.
Όταν διεγείρεται ένας υποδοχέας πόνου που βρίσκεται στο πρόσωπο, αποστέλλεται ένα σήμα στο γάγγλιο του τριδύμου, το οποίο βρίσκεται στον εγκέφαλο. Όταν διεγείρεται ένας υποδοχέας πόνου σε οποιοδήποτε άλλο μέρος του σώματος, το σήμα πηγαίνει στο γάγγλιο της ραχιαίας ρίζας, που βρίσκεται δίπλα στο νωτιαίο μυελό. Το ερέθισμα τυπικά είναι κάποιος τύπος βλάβης ιστού, όπως εγκαύματα ή κοψίματα.
Αφού ο υποδοχέας του πόνου ανιχνεύσει βλάβη στους ιστούς, ο υποδοχέας υφίσταται αλλαγές που μεταβάλλουν το χημικό περιβάλλον. Αυτό αλλάζει το δυναμικό της μεμβράνης, η οποία είναι η διαφορά τάσης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του υποδοχέα, σχηματίζοντας ένα δυναμικό υποδοχέα. Αυτό το σήμα αποστέλλεται μέσω του άξονα στη σύναψη μέσω πολλών δυνατοτήτων δράσης. Μόλις το σήμα φτάσει στη σύναψη, απελευθερώνονται χημικές ουσίες γνωστές ως συναπτικοί πομποί. Το γειτονικό νευρικό κύτταρο μεταφέρει το σήμα μετά από αλληλεπίδραση με τους συναπτικούς πομπούς.
Η ταχύτητα με την οποία ταξιδεύει το σήμα μπορεί να μετρηθεί. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ηλεκτρόδιο και συσκευή εγγραφής για την εισαγωγή τάσης στον υποδοχέα και την ανίχνευση του προκύπτοντος δυναμικού δράσης στο σώμα του κυττάρου. Μετρώντας την απόσταση μεταξύ του υποδοχέα και του κυτταρικού σώματος και του χρόνου που χρειάζεται το δυναμικό δράσης για να φτάσει, μπορεί να προσδιοριστεί η ταχύτητα αγωγής. Για θερμικούς και μηχανικούς υποδοχείς πόνου, η ταχύτητα αγωγής είναι συνήθως 7 έως 89 μίλια την ώρα (περίπου 11 έως 143 χιλιόμετρα την ώρα). Για τους πολυτροπικούς και σιωπηλούς υποδοχείς πόνου, η ταχύτητα αγωγής είναι συνήθως μικρότερη από 7 μίλια την ώρα (περίπου 11 χιλιόμετρα την ώρα).