NPB dapat terjadi akibat adanya kerusakan jaringan saraf dan/atau nonsaraf pada punggung bawah. Di samping saraf, kerusakan dapat pula mengenai tulang vertebra, kapsul sendi apofisial, anulus fibrosus, otot, dan ligamentum. Nyeri nosiseptif timbul akibat kerusakan pada jaringan nonneural dan aktivasi nosiseptor. Nyeri ini menyertai aktivasi peripheral receptive terminals dari neuron aferen primer sebagai respons terhadap stimulus kimiawi, mekanik, atau termal yang berbahaya. Di lain pihak, nyeri neuropatik didefinisikan sebagai nyeri yang disebabkan karena lesi primer sistem saraf somatosensorik. Secara klinis, istilah nyeri nosiseptif berarti nyeri yang timbul (output) sebanding dengan input nosiseptif, berbeda dengan yang terjadi pada nyeri neuropatik