截肢者有时会有奇怪的感觉，即使肢体已不复存在但仍可感到针脚，抽筋和疼痛。然而，他们不愿告诉其他人自己有这些症状，担心会被认为是在“发癫”。
这综合症称为“幻肢痛”。这种现象会出现是由於大脑沟通不畅，神经元仍然与被截的肢体沟通，并且发出信号（例如要求截肢者移动肢体）。在信号发出後，大脑预期会接收返回的信号，（例如肢体活动或被触摸的感觉），表明信号已成功发送。但是，因为四肢不再存在，大脑信号不会到达该肢体肌肉，该肢体亦无法将感觉信息 (sensory information) 送回大脑。
由於脊髓和大脑的区域失去肢体的信号输入 (sensory input)，因此大脑以我们无法预测的方式来适应这种信号分离；结果可能触发人体感觉到一些不对劲而产生疼痛。
研究亦显示，截肢者的大脑可能会将身体的感官神经路径重新连接到身体的其他部分。换句话说，由於截肢区域不再能够接收感官信息，因此该信息会被传递到其他地方-例如：感觉会从失去的脚被传到仍然存在的膝盖。
