从临床麻醉的角度看，使手术得以顺利进行所必需的基本条件中，镇痛是主要的。换句话说，针刺镇痛构成了针刺效应的主要方面。事实上，针麻原理的研究，主要地是环绕针刺镇痛原理进行的。 在正常人体上进行的实验研究业已证明，针刺穴位后，受试者的痛阈和耐痛阈均有所提高。这些实验研究基本上排除了病情、病灶、辅助用药和外科操作等众多临床因素的干扰。为了进一步区分受试者的动机、意志、利害得失等心理学的影响成分，又进一步利用一种称为“感觉决择论”的心理物理学方法，对针刺镇痛效应进行统计分析。结果表明，针刺穴位兼有降低痛敏感性和提高痛报告标准的双重效应；作为针刺镇痛作用的神经化学证据，针刺降低痛敏感性的作用，可被吗啡的特异性拮抗剂纳洛酮部分取消。另外一些工作者报告，针刺不仅能降低受试者对痛刺激的分辨能力，而且还能降低痛的情绪成份。人体实验研究通常还在分析受试者痛报告的同时，记录包括呼吸、心率、指端血管容积、血压、皮肤温度、出汗量、皮肤电等痛刺激所致的生理反应。结果表明，针刺对于这些反应同样具有明显的抑制作用。 由于伦理学和方法学上的原因，人体测痛实验往往受到限制；另外，痛是一种复杂的心理生理过程，各种心理因素程度不等地制约着“生理学上”的痛。因此，在动物上进行针刺镇痛的实验研究便成为一个重要的、必不可少的领域。利用电刺激、辐射热、钾离子导入或牵拉内脏等方法，在兔、猫、大鼠、小鼠、狗、猴等多种动物上建立躯体痛或内脏痛模型，证明针刺可以在不同程度上压抑痛刺激所引起的躯体反应(例如甩尾、甩头、肢体回缩、肌电发放)、植物性反应(例如呼吸、血压、心率、血管容积、瞳孔、内脏神经放电)、中枢神经系统不同部位的电反应(例如脑电、诱发电位、单个神经元放电)或行为反应(例如操作式条件反射)等。这些实验所获得的结果表明，动物的针刺镇痛规律同人体相似，从而论证了针刺确实具有客观的镇痛效应。 尤其有意义的是，兽医临床针麻手术也获得成功。 针刺镇痛的神经生理学研究结果表明：穴位针刺所产生的针刺信号被传送到中枢神经系统以后，在中枢的各级水平同来自痛源部位的痛信号发生了相互作用；与此同时，针刺信号还激活了构成脑内镇痛系统的有关脑区。结果，就产生了镇痛效应。