El síndrome del miembro fantasma es la percepción de sensaciones de que un miembro amputado todavía está conectado al cuerpo y está funcionando con el resto de este; se solía creer que esto se debía a que el cerebro seguía recibiendo mensajes de los nervios que originalmente llevaban los impulsos desde el miembro perdido.[1]​ Sin embargo, la explicación más posible hoy en día consiste en que el cerebro sigue teniendo un área dedicada al miembro amputado por lo que el paciente sigue sintiéndolo: ante la ausencia de estímulos de entrada que corrijan el estado del miembro, el área genera por su cuenta las sensaciones que considera coherentes. 
Entre el 50 y 80% de las personas amputadas experimentan estas sensaciones fantasmas en su miembro amputado, y la mayoría de estas personas dice que las sensaciones son dolorosas.[2]​ Las sensaciones fantasmas también puede ocurrir después de quitarse otras partes del cuerpo y no necesariamente un miembro, por ejemplo después de quitarse un seno, un diente (dolor del diente fantasma), o un ojo.
Afortunadamente, la mayoría de los casos de dolor fantasma después de una amputación son breves y poco frecuentes. Para los pacientes que padecen dolor persistente, el tratamiento puede ser desafiante, manejándolo con medicamentos para el dolor.