เมื่อโนซิเซ็ปเตอร์ได้สิ่งเร้าที่เหมาะสม โนซิเซ็ปเตอร์จะส่งสัญญาณผ่านไขสันหลังไปยังสมอง เซลล์รับความรู้สึกโดยมากรวมทั้งโนซิเซ็ปเตอร์จะใช้สารสื่อประสาทกลูตาเมตเป็นหลัก

ถ้าส่งสัญญาณไปยัง reticular formation และทาลามัส ความรู้สึกเจ็บปวดก็จะเกิดขึ้น เป็นความรู้สึกที่ยังทื่อ ๆ ไม่ชัดเจน และยากที่จะกำหนดตำแหน่ง ต่อจากทาลามัส สัญญาณนั้นอาจจะเดินทางไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex) ในซีรีบรัม ซึ่งเป็นช่วงที่ความรู้สึกเจ็บปวดจะปรากฏตำแหน่งที่ชัดเจน และมีคุณสมบัติเฉพาะอย่างอื่น ๆ ที่รู้สึกได้ชัด

โนซิเซ็ปชั่นสามารถทำให้ระบบประสาทอิสระตอบสนองโดยทั่วไปอย่างอัตโนมัติก่อนเกิดความรู้สึกเจ็บปวด และบางครั้งก็ไม่มีความรู้สึกเจ็บปวด เช่น ภาวะซีดขาว ภาวะเหงื่อท่วมตัว ภาวะหัวใจเต้นเร็ว ความดันโลหิตสูง อาการเวียนหัว อาการคลื่นไส้ และเป็นลม[7]