疼痛消息一起外周神经系统行进，直到它们到达脊髓。栅极控制理论提出有关于神经纤维的外周神经和脑之间的脊髓束“门”。这些脊神经门控制疼痛消息从外周神经到大脑的流动。
许多因素决定脊髓神经闸门将如何控制疼痛信号。这些因素包括疼痛消息的强度，来自其它神经传入消息（诸如触摸，振动，热等）的竞争，和从脑告诉脊髓以增加或减少疼痛信号的优先级信号。根据栅极如何处理该信号，该消息可以在以下任一方式来处理：
- 可以直接传到大脑
- 被转发到大脑之前改变的（例如，由期望的影响）
- 到达大脑阻止（例如，通过催眠诱导麻醉）
在这个过程中的复杂性是由“幻肢”现象图示说明本文前面，其中疼痛信号可以从似乎截肢到出现英寸栅极控制理论提供了一个框架由神经系统的结构的复杂的相互作用来解释这一 - 和已知的最复杂的结构的作用。
大脑
一旦疼痛信号到达大脑，很多事情都会发生。脑干的某些部分（连接大脑和脊髓）可以通过产生内啡肽来抑制或抑制传入的疼痛信号，内啡肽是人体内自然产生的吗啡样物质。压力、兴奋和剧烈运动是可能刺激内啡肽产生的因素之一。内啡肽的影响是为什么运动员可能不会注意到相当严重的伤害的疼痛，直到“大”比赛结束。这也是为什么经常低冲击有氧运动（例如骑固定自行车）可以是一个很好的方法来帮助控制慢性背痛。
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疼痛信息还可以沿着各种大脑中的途径执导。
- 例如，一种“快速”的疼痛信息（a-delta纤维）通过脊髓传递到大脑的特定部位，即丘脑和大脑皮层。大脑皮层是大脑中进行高级思考的部分。快速疼痛信息迅速到达大脑皮层，并提示立即采取行动以减轻疼痛或伤害威胁。
- 与此相反，慢性疼痛趋向于沿一个“慢”途径（C-纤维）移动。慢疼痛往往被视为沉闷，疼痛，烧灼感，抽筋。最初，缓慢疼痛信息沿着相同的路径通过脊髓快速疼痛信号行进。一旦他们到达大脑，但是，慢疼痛信息采取途径下丘脑和边缘系统。下丘脑是负责人体中的某些应激激素的释放，而边缘系统负责处理情绪。这就是为什么慢性背部疼痛常与压力，抑郁和焦虑有关。慢疼痛信号实际上是通过控制这些经验和情感的大脑区域。
大脑也通过附加意义的个人和社会背景中的疼痛经历疼痛控制的消息。这发生在皮层。正如我们以前看到的，谁是在战斗中受伤的士兵可以显示比发生事故同样受伤的平民的痛苦要少得多。连接到形势的意思似乎是重要的区别。
