Penyakit bisa menjadi penyebab dasar dari nyeri kronis. Artritis rheumatoid dan osteoartritis dikenal jahat, tetapi nyeri yang menetap juga bisa disebabkan oleh penyakit seperti kanker , multipel sklerosis, AIDS, dan batu empedu.
Dalam banyak kasus, sumber nyeri kronis dapat sangat rumit dan bahkan menjadi masalah misterius untuk diungkapkan. Meski dimulai dengan cedera atau penyakit, nyeri yang berkelanjutan bisa menimbulkan dimensi psikologis setelah masalah fisik disembuhkan.