发烧时全身疼痛主要是因为身体发热过程中，体内会产生如前列腺素等致痛物质，同时免疫系统被激活，免疫细胞释放的物质也会刺激神经，导致全身酸痛。
炎症反应引发疼痛
发烧往往是身体遭受感染等刺激后引发炎症反应，炎症会使局部组织充血、水肿，刺激周围神经末梢，进而传导至全身，引起全身疼痛感觉。比如细菌或病毒感染人体后，炎症因子释放会让全身肌肉等组织处于敏感状态，容易产生酸痛感。
肌肉代谢变化导致
发烧时身体代谢加快，肌肉细胞无氧呼吸增强，产生大量乳酸等代谢产物，乳酸堆积会刺激神经，使得肌肉出现酸痛，从而表现为全身疼痛。尤其在儿童中，由于其身体代谢调节相对敏感，发烧时更易因肌肉代谢变化出现全身疼痛情况。
体温升高影响神经
体温升高会使神经敏感性增加，周围神经对疼痛的传导和感知变得更加敏锐，即使是轻微的组织变化也能被感知为较强烈的疼痛，进而让患者感觉全身都痛，不同年龄人群在发烧时都可能因体温升高出现这种神经敏感性变化导致的全身疼痛。
个体差异的影响
不同个体对发烧的反应存在差异，一些本身神经较为敏感的人，或者有基础疾病影响身体对发烧应激反应的人群，发烧时全身疼痛的感觉可能更明显。比如有慢性疼痛病史的人，发烧时身体的应激状态可能会放大疼痛信号，导致全身疼痛程度较重。