โนซิเซ็ปเตอร์ซึ่งเป็นปลายประสาทที่ผิวหนังและภายในร่างกายส่วนอื่น ๆ เช่นที่เยื่อหุ้มกระดูกหรือข้อต่อ สามารถตรวจจับตัวกระตุ้นเชิงกล เชิงอุณหภูมิ และ/หรือเชิงเคมีได้ความหนาแน่นของโนซิเซ็ปเตอร์จะต่างกันไปทั่วร่างกาย แต่จะมีที่ผิวหนังมากกว่าในที่ลึก ๆ โนซิเซ็ปเตอร์ทั้งหมดเป็นปลายของใยประสาทนำเข้า ซึ่งมีตัวเซลล์อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง (dorsal root ganglia) หรือที่ปมประสาทไทรเจมินัล (trigeminal ganglia)

โนซิเซ็ปเตอร์จะเริ่มทำงานก็ต่อเมื่อตัวกระตุ้นถึงระดับขีดเริ่มเปลี่ยนของโนซิเซ็ปเตอร์ แล้วสร้างศักยะงานโดยส่งไปตามแอกซอนของเซลล์ไปยังไขสันหลังหรือก้านสมอง

ในบางเหตุการณ์ โนซิเซ็ปเตอร์จะตอบสนองเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่ตัวกระตุ้นอันตรายยังคงเป็นไปอยู่ แล้วนำไปสู่ภาวะที่เรียกว่าภาวะรู้สึกเจ็บมากกว่าปรกติ (hyperalgesia)