分娩時には子宮収縮が起こり、子宮血管が圧迫されることで子宮虚血が生じます。子宮口が開大する過程で筋肉は薄くなり、靭帯は伸展し、筋肉や靭帯の神経終末は当然変化します。さらに分娩時には胎児が母体の産道を圧迫するため、これら全てが産婦に強い分娩痛を感じさせる要因となります。
現在一般的に用いられる分娩鎮痛法には二種類ある：一つは薬物による方法で、麻酔薬や鎮痛薬を用いて鎮痛効果を得るものであり、これが現在言うところの無痛分娩である。もう一つは非薬物的な方法で、産前トレーニングや子宮収縮時の呼吸法指導などを通じて産痛を軽減するものである。分娩時の痛み部位へのマッサージや中医学の鍼灸などを利用する方法も、程度の差こそあれ分娩時の痛みを緩和でき、これも非薬物性分娩鎮痛に属します。
薬物性分娩鎮痛には全身投与、局所麻酔、吸入麻酔など様々な方法があります。現在臨床で主に用いられるのは以下の2種類：
一つは脊髄腔内ブロック鎮痛。硬膜外ブロックや腰椎麻酔-硬膜外併用ブロックなどを含む。子宮口が3cm開大し、産婦の痛みの耐性が限界に達した時点で、麻酔医が産婦の腰部に低濃度の局所麻酔薬をクモ膜下腔または硬膜外腔に注入する。間欠的な薬剤注入または持続注入ポンプによる自動投与により鎮痛効果を達成し、分娩終了まで持続する。麻酔薬の濃度は帝王切開時の約1/5と低く、鎮痛効果の発現が速く、制御性が高く、安全性にも優れる。この無痛分娩法は現在、各病院で最も広く採用され、比較的良好な効果を得ている。産婦は意識がはっきりしており、積極的に分娩過程に協力・参加できる。
もう一つの方法は笑気鎮痛である。笑気とは亜酸化窒素のことで、吸入麻酔薬の一種である。このガスはわずかに甘味があり、分娩鎮痛時には一定比率で酸素と混合して吸入する。呼吸や循環に明らかな抑制作用はなく、子宮や胎児にも顕著な影響を与えない。混合笑気を吸入後、数十秒で鎮痛効果が現れ、数分間停止すると効果が消失します。助産師の指導のもとで容易に操作でき、分娩中の母親が意識を保った状態で医師と良好に連携できるほか、分娩時間を短縮できます。ただし臨床的には、一部の産婦に鎮痛不全が生じる可能性があります。