痛觉的这些不同功能体现在它的不同特质当中。它的一个重要方面是知道疼痛发生在哪里、找出受伤或受损的部位。搞清楚剧痛的原因是某根手指烫到了热锅上，还是左侧大脚趾扎了一根刺，对我们的生存至关重要。

此外，痛觉也有情绪的一面，那种揪心的不适、那种恐惧，都是让人学会避免痛苦的有力因素。没有了与受伤的感觉相伴的情绪包袱，我们就不太容易从自身的错误中吸取教训，并制定策略来防止重复受伤。那样一来，风险就太大了，我们的寿命会缩短，人类这个物种的生存也会受到危及。事实上，我们的大脑就显示了痛觉的情绪方面在我们演化中的重要作用。负责疼痛这个方面的脑区，在人脑演化史上是最古老的，早在千百万年之前，这些结构就已经在动物的演化路径上产生，并从此被永久保存下来，标记着痛觉的效用。

对动物和人类的研究指出，有多处脑区域参与对疼痛的知觉。脑内并非只有一个点、一片区域用来“感受”疼痛。相反，感知疼痛的底层机制更像一张网络，而非单独一条通路。这张网络对应着我们对于痛觉不同方面的理解：它的一些部分用来确认身体上疼痛的位置，称为“感觉辨别力”（sensory-discriminative）成分；另一些负载情绪，常称作“情感”（affective）成分。两方面彼此独立又相互关联。

关于疼痛来自何方的信息，会传送到一个会参与触觉的所有方面的脑区：躯体感觉皮层（体感皮层）。这块脑组织上有一个“体感小人儿”（homunculus），是大脑到身体的“感觉映射图”。如果用图表或模型表示，它就是一个极度扭曲的人体形状，嘴唇、舌头、手和脚都胀得很大，因为这些部位的感受器最为密集，也最需要分辨每一下触碰的具体位置。同时，关于疼痛的信息还会传送到演化上更为古老的脑区：负责为我们产生情绪和动机的脑区；以及为我们编码原始需求的脑区，其中既包含“有益”的需求如饥饿、口渴和性欲，也包含“讨厌”的需求如恐惧、危险和很重要的疼痛。就在这里，在边缘系统，这个位于人脑中央深处的情绪中枢，触觉的情感成分被加工了出来。