脚趾甲发黑疼痛可能由以下原因引起：
一、外伤。脚趾甲发黑疼痛很可能是外伤所致。当脚部受到外力撞击后，会使脚趾甲处血小板凝固，在凝固过程中会导致指甲发黑，往往还会伴有疼痛等不良表现。对此可使用庆大霉素软膏、红霉素软膏等药物进行医治。
二、甲真菌病。这通常是指因真菌侵犯甲板和甲床而引发的病变，致病真菌包含皮肤癣菌、酵母菌和非皮肤癣菌性霉菌。若患者脚趾出现甲癣，会造成脚趾甲增厚、发黑，同时伴有疼痛等不适症状。一般可以及时应用金达克宁软膏、环利软膏等药物来进行治疗。
三、灰指甲。灰指甲是常见的皮肤科疾病，皮肤癣菌侵犯甲板、甲床，从而诱发脚趾甲的病变，导致脚趾甲盖发黑等临床症状，还可能致使脚趾甲脱落，引起剧烈疼痛。这种情况可口服伊曲康唑、特比萘芬等药物进行有效治疗。
总之，当脚趾甲出现发黑疼痛时，需要根据具体情况进行分析和诊断，并采取相应的治疗措施。