分娩時子宮收縮會壓迫子宮血管導致子宮缺血。隨著子宮頸擴張，肌肉層變薄、韌帶伸展，肌肉與韌帶的神經末梢自然產生變化。此外，胎兒在產道內對母體產道的壓迫，共同構成了產婦強烈分娩疼痛的成因。
現行普遍採用的分娩鎮痛法主要分為兩類：其一是藥物方式，透過麻醉劑或鎮痛藥達成止痛效果，即現今所稱的無痛分娩；其二為非藥物方式，藉由產前訓練及子宮收縮時的呼吸法指導等手段減輕產痛。針對分娩疼痛部位進行按摩或運用中醫針灸等療法，雖效果程度不一，仍能緩解分娩疼痛，亦屬非藥物性分娩鎮痛範疇。
藥物性分娩鎮痛包含全身性給藥、局部麻醉、吸入麻醉等多種方式。目前臨床主要採用以下兩種方式：
其一是脊髓腔內阻滯鎮痛，包含硬膜外阻滯及腰椎麻醉-硬膜外聯合阻滯等技術。當子宮口開大至3公分且產婦疼痛耐受度達極限時，由麻醉醫師將低濃度局部麻醉藥注入產婦腰部之蛛網膜下腔或硬膜外腔。透過間歇性藥物注入或持續輸注泵自動給藥達成鎮痛效果，並可持續至分娩結束。麻醉藥濃度僅剖腹產時約1/5，鎮痛起效迅速、控制性佳且安全性高。此無痛分娩法現為各醫院最廣泛採用之方式，成效相對良好。產婦意識清晰，能積極配合參與分娩過程。
另一種方法為笑氣鎮痛。笑氣即一氧化二氮，屬吸入性麻醉劑。此氣體帶有微甜氣味，分娩鎮痛時需按特定比例與氧氣混合吸入。該氣體對呼吸及循環系統無明顯抑制作用，亦不會對子宮及胎兒造成顯著影響。吸入混合笑氣後數十秒內即可產生鎮痛效果，停止吸入數分鐘後作用便會消失。在助產士指導下操作簡便，不僅能讓產婦在保持意識的狀態下與醫師良好配合，還能縮短分娩時間。但臨床實務上，部分產婦可能出現鎮痛不足的情況。