Los mecanismos subyacentes al DMF no se conocen en su totalidad pese a la amplia investigación desarrollada en esta área16,17. Las investigaciones señalan que son varios los factores implicados en la generación del DMF. Por lo general, se cree que el fenómeno se inicia por los cambios que surgen en la periferia y que alteran las entradas aferenciales que se reciben en la médula espinal y en el cerebro. Con bastante probabilidad, este se inicia periféricamente para después originarse una cascada de acontecimientos que se dirigen hacia estructuras más centrales y acaban implicando las estructuras cerebrales corticales. Esto provocaría una reorganización central y cambios que contribuyen al desarrollo del dolor fantasma. Las estructuras cerebrales pueden ser las responsables de las vívidas y complejas sensaciones que refieren algunas de las personas aquejadas de este dolor.