腹痛的发生可以大体分为三种基本机制：内脏痛、躯体痛和牵涉痛。

当腹部的某一器官受到刺激后，这些刺激信号经过神经通路传到大脑，这种腹痛称为内脏痛，疼痛的感觉较为模糊，性质多为腹部不适、腹部钝痛，还通常会伴有出汗、恶心呕吐等症状。

当腹痛的信号是来自腹壁或者腹膜的壁层时，疼痛信号经过另一种神经通路传入大脑，这种腹痛称为躯体痛，疼痛的部位一般很明确，腹部肌肉一般会紧张或强直，咳嗽一般还会加重疼痛。

当内脏痛的刺激信号经过内脏神经传入大脑时还会引起身体表面的疼痛，这种称为牵涉痛，牵涉痛的部位往往并不是病变部位，而是由神经辐射到该部位引起，疼痛程度常常比较剧烈，部位一般比较明确，比如阑尾炎可以放射到脐部，心肌梗死有可能放射到上腹部。