Von chronischen Schmerzen spricht man, wenn sie während mindestens 3 Monaten bestehen. Meist entwickeln sie sich aus einem akuten Schmerz mit einer klaren körperlichen Ursache wie Migräne, Nervenschädigung (z.B: Bandscheibenvorfall), Knochen, Gelenks- und Sehnenverletzungen oder auch Schädigungen innerer Organe. Bleibt der körperliche Schmerzreiz länger bestehen, so sinkt die Schmerzschwelle und der Schmerz wird schneller und stärker wahrgenommen. Das kann dazu führen, dass noch Schmerzen wahrgenommen werden, wenn bereits kein körperlicher Reiz mehr besteht, die Verletzung schon abgeheilt ist. Häufig wird dann vom Schmerzgedächtnisgesprochen.

Bei vorbestehenden psychischen Störungen wie Angst und Depression kann das Schmerzempfinden von Anfang an verstärkt sein. Zudem führen physische Schmerzen ihrerseits zu depressiven Symptomen, woraus sich ein somato-psycho-somatischer Teufelskreis ergeben kann.

Die Behandlung einmal chronifizierter Schmerzen ist häufig schwierig. Die wichtigsten Behandlungsmethoden sind Medikamente und Physiotherapie. Die Langzeitbehandlung mit Medikamenten führt dabei nicht selten zu neuen Problemen wie Nierenschädigung bei nicht-steroidalen Rheumatika oder Abhängigkeit bei Opioiden. Um dem somato-psycho-somatischen Teufelskreis entgegenzuwirken, kommen psychotherapeutische Methoden zum Einsatz. 

Je nach Schmerzsyndrom können auch neurochirurgische Eingriffe zum Einsatz kommen: Unterbrechung von Schmerzbahnen oder Implantation von Stimulationssystemen, die die Schmerzweiterleitung und auch die Schmerzwahrnehmung abschwächen sollen. Neben den invasiven chirurgischen Methoden kommen auch nicht-invasive Stimulationsverfahren zum Einsatz: die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) und die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS). Mit beiden werden Hirnrindenareale stimuliert. 

Wie aber kann es sein, dass die Stimulation von Hirnrindenarealen neuropathische Schmerzen z.B. im Bein lindern? Um das zu verstehen, bewährt sich das Konzept der Schmerzmatrix bzw. der Schmerzmatrizen.