Patofisiologi dari fibromyalgia syndrome belum diketahui secara jelas. Awalnya fibromyalgia syndrome diduga sebagai penyakit inflamasi pada otot dan sendi, tetapi pada biopsi otot dan pemeriksaan anatomi tidak ditemukan ada kelainan sehingga fibromyalgia syndrome digolongkan ke dalam nyeri fungsional. Pada pemeriksaan lebih lanjut didapatkan bahwa gejala fisik berasal dari gangguan pemrosesan nyeri pada sistem saraf pusat.[1,6]

Gangguan pada Sistem Saraf

Pada kebanyakan kasus, pasien mengalami peningkatan sensitivitas terhadap nyeri. Hal ini diduga terjadi karena disfungsi dari transmisi neurotransmiter eksitatorik, seperti glutamat, dopamine, dan substansi P. Hal lain yang juga telah dikaitkan dengan fibromyalgia syndrome adalah penurunan dari serotonin dan norepinefrin pada jalur nyeri, serta kelainan dalam aktivitas dari opioid endogen tubuh. Gangguan pada pemrosesan rangsangan nyeri perifer diduga turut berperan dalam menyebabkan peningkatan sensitisasi nyeri.[7,8]