疼痛是一種訊號，鎮痛藥的作用是減弱這種訊號。鎮痛藥涵蓋範圍很廣，從加油站買來的乙醯胺酚到手術室裡使用的嗎啡，都屬於這類藥物。它們的共同點在於，都能在不引起意識喪失的情況下降低疼痛感，而這正是它們與麻醉藥物的差異。

主要藥物家族的作用機制各不相同。非類固醇抗發炎藥（NSAIDs）如布洛芬透過阻斷COX-1和COX-2酶，減少前列腺素的生成，進而降低神經末梢的敏感性。對乙醯氨基酚主要作用於中樞神經系統，但其確切機制尚存爭議。鴉片類藥物則與大腦和脊髓中的μ受體結合，改變疼痛的感知方式和疼痛程度。每類藥物都有其自身的風險：NSAIDs可能導致胃腸道出血；對乙醯氨基酚過量服用可能導致肝毒性；阿片類藥物則可能導致呼吸抑制和藥物依賴。

從中做出選擇是一項實際操作：

• 輕微疼痛。通常單獨服用對乙醯氨基酚或非類固醇抗發炎藥即可。
• 發炎性疼痛。 非類固醇抗發炎藥比對乙醯氨基酚更有優勢。
• 嚴重或術後疼痛。 阿片類藥物，通常短期使用，且劑量應為最低有效劑量。
• 神經性疼痛。抗驚厥藥或抗憂鬱藥通常比傳統鎮痛藥更有效。

世界衛生組織於 1986 年發布的癌症疼痛三階梯療法，至今仍指導許多治療方案。