Đau dây thần kinh liên sườn do nhiều nguyên nhân gây ra, cũng có khi không xác định được nguyên nhân (trường hợp này gọi là đau dây thần kinh liên sườn tiên phát) hoặc không rõ nguyên nhân. Thuật ngữ đau dây thần kinh liên sườn nhằm chỉ các dây thần kinh xuất phát từ đoạn tủy ngực D1-D12. Phân tích theo giải phẫu học, rễ thần kinh tủy ngực được chia thành hai nhánh sau khi qua lỗ ghép, nhánh sau (còn gọi là nhánh lưng) chi phối cơ lưng và da; nhánh trước (còn gọi là nhánh bụng) chi phối cho da và cơ phía trước bụng, ngực, đây chính là dây thần kinh liên sườn. Sau khi tách khỏi rễ chung thì dây thần kinh liên sườn sẽ cùng với mạch máu tạo thành bó mạch và thần kinh gian sườn nằm ở bờ dưới của mỗi xương sườn. Vì sự liên quan này mà các bệnh lý về cột sống, tủy sống, xương sườn và thành ngực đều có thể gây ảnh hưởng trực tiếp tới dây thần kinh liên sườn. Thêm vào đó, các dây thần kinh liên sườn cũng đồng thời là các dây thần kinh nằm nông nên dễ bị tác động bởi các yếu tố ngoại cảnh.