目前对于原发性三叉神经痛的病因，尚未完全明了，一般认为病变在周围部，病因可能是多种多样的。如供应该神经的动脉发生动脉粥样硬化，或异位动脉对三叉神经的压迫，或局部硬脑膜增厚，导致三叉神经根和神经节受到挤压，或颅底肿瘤压迫三叉神经等等。这些病因都可以成为致伤因素，使三叉神经半月节或者感觉根发生脱髓鞘改变。这种脱髓鞘的轴突与临近的无髓鞘纤维发生“短路”接触，轻微的刺激即可诱发半月节内的神经元而产生面部疼痛。在病理改变方面，主要是三叉神经节内细胞消失，纤维有脱髓鞘病变，受损的髓鞘明显增厚，有的破裂形成颗粒，其里面的轴突可有断裂。无髓鞘纤维也可以有退行性改变，但这些改变并不恒定，因此难以断定其与三叉神经疼痛这个症状之间，是否有必然的因果关系。