癌性疼痛产生的原因较为复杂，主要与肿瘤本身侵犯或压迫相关组织、治疗过程等因素有关。肿瘤生长过程中，会侵犯周围的神经、骨骼、脏器等，比如当肿瘤侵犯骨组织时，可直接刺激骨膜或压迫周围神经，从而引发疼痛，据统计，约有30% - 50%的癌症患者会伴有疼痛，晚期癌症患者中这一比例可高达70% - 90%。
肿瘤直接侵犯相关组织引起疼痛
肿瘤侵犯神经： 当肿瘤生长在神经附近，如肺癌转移侵犯臂丛神经时，会导致神经支配区域出现疼痛，这种疼痛可能较为剧烈，呈放射性。例如肺癌患者若出现肩部、上肢的放射性疼痛，往往提示肿瘤可能已侵犯到臂丛神经。肿瘤侵犯骨骼： 很多癌症容易发生骨转移，像乳腺癌、前列腺癌等。骨转移时，肿瘤细胞破坏骨质，刺激骨膜，引起疼痛，疼痛部位固定且可能逐渐加重，夜间疼痛有时会比较明显。比如乳腺癌骨转移患者，转移部位的骨骼会有持续的疼痛感。
肿瘤压迫相关组织导致疼痛
压迫空腔脏器： 当肿瘤压迫胃肠道等空腔脏器时，会引起梗阻或痉挛，从而产生疼痛。例如胃癌生长到一定大小压迫肠道，可能导致患者出现腹部胀痛，且伴有恶心、呕吐等症状。压迫血管或淋巴管： 肿瘤压迫血管或淋巴管时，会影响血液循环或淋巴回流，引起相应部位的疼痛或肿胀。比如纵隔肿瘤压迫上腔静脉，会导致上腔静脉回流受阻，出现头面部肿胀、胸部疼痛等表现。
治疗相关因素引起疼痛
手术治疗后疼痛： 手术过程中可能会损伤周围组织，术后切口愈合过程中也可能出现疼痛，一般术后短期内较为明显，随着切口逐渐愈合，疼痛会有所缓解，但部分患者可能会遗留慢性疼痛。例如乳腺癌根治术后，患者可能会出现术侧上肢的疼痛、麻木等不适。放疗引起疼痛： 放疗过程中，射线可能会损伤局部组织，导致放射性炎症，引起疼痛。比如肺癌患者接受放疗后，可能会出现放射性肺炎，表现为胸痛、咳嗽等症状。化疗相关疼痛： 某些化疗药物可能会引起周围神经病变，导致手脚麻木、疼痛等，比如紫杉醇类药物可能会引发周围神经毒性，出现手足部位的疼痛不适。