传统中医理论认为，人体内有14条看不见的经络，能运行气血，联系脏腑，沟通内外，是贯串上下的通路。经络“内属脏腑，外络肢节”，与脏腑的关系非常密切。
经络是病邪由体表进入体内的途径，也是脏腑与体表组织之间病变相互影响的通道。故脏腑的病变可反映于经络，或通过经络反映于体表;外界致病因素也可通过经络引起脏腑功能失调，从而产生疾病。
人体的穴位可以平衡和储存流动的气。气指一种在经脉中运动的看不见的能量或者电磁能。针灸可以调整气的运行，通过经脉管理身体的各个系统，如神经、免疫、循环系、肌肉等等。针灸可以影响气在管道和器官中的运动，从而调节气、血、津液、神经、免疫、脏腑功能等等。
传统中医认为：各种原因导致的脏腑经络气血运行不畅，或淤滞不行，或产生逆乱，或气机升降失常等气血运行障碍的病理改变，引起疼痛症状，即“不通则痛”的病机。针灸治疗通过对穴位的刺激和温煦起到疏通经脉，行气活血的作用，改善了病变部位的气血运行状态，从而改善了病痛处营养状态，恢复其正常的生理活动，即经络通畅，脏腑恢复相对阴阳平衡。
现代研究认为：中枢神经系统除了有痛觉中枢外，在中枢各级水平还有“痛觉调制系统”，可抑制痛觉向中枢传递。针刺信号进入中枢系统后，激发了从脊髓、脑干到大脑各个层次许多神经元的活动，激活了机体自身的镇痛系统，使镇痛物质如5-羟色胺、乙酰胆碱、内源性阿片样物质等分泌增加，从而产生明显的镇痛效应。
近年来通过多学科的通力协作，对针灸治病原理、经络实质、针刺手法等进行深入的研究，证实针灸对机体各系统功能具有调整作用，能增强机体的抗病能力。针灸镇痛原理已深入到神经细胞、电生理学和神经递质如脑腓肽等分子水平。西方科学家在研究针灸镇痛的实验中，认为针灸可以激发在身体的自然止痛物质释放，从而缓解疼痛。针灸止痛的效果有一个迟缓发作效应，它们缓慢增加，甚至当取针后，才会感到它的止痛效果。治疗几次后效果会更明显。这种效果在停止针灸治疗一段时间后会消失。此外针灸还有抗炎、止痛、解痉、抗休克和抗麻痹的作用。