הטיפול בכאב הוא אחד התחומים בהם להיפנוזה יש יתרון משמעותי וייחודי. הדבר חשוב במיוחד לטיפולים רפואיים באנשים שאינם יכולים להשתמש בחומרי הרדמה מסיבות שונות (בטיפולי שיניים, עיניים, לידה, ילדים ועוד), בהכנה לקראת טיפולים רפואיים, או בהתמודדות עם כאבים כרוניים.
המדע לא גילה עדיין כיצד ההיפנוזה פועלת מבחינה פיזיולוגית. עם זאת מחקר רב נערך בתחום והממצאים מעניינים מאוד. אחד הממצאים החשובים שהתגלו הוא שהיפנוזה מביאה לשיכוך כאבים בשיטות אחרות מאשר תרופות אופיאטיות נגד כאבים, כפי שיוסבר בהמשך.
כאב הוא מנגנון התרעה של הגוף בפני נזקים. כשאדם חש כאב הוא יודע שעליו לטפל בבעיה גופנית כלשהי. הבעיה היא שאחרי שההתרעה ניתנה היינו מעדיפים להפסיק לכאוב, אבל לגוף מנגנוני פעולה משלו ולא תמיד הכאב נפסק לבד. בעיקרון יש בגוף חומרים כימיים לשיכוך כאבים שנקראים "אופיאטים אנדוגניים". תרופות רבות לשיכוך כאב מחקות את פעולת האופיאטים, לדוגמא "מורפין" המוזרק במצבים קיצוניים של כאב. זהו המנגנון המוכר ביותר לשיכוך כאב ומסתבר שחומר כימי בשל נלוקסון יכול לנגוד פעולה זו ולמנוע את שיכוך הכאב. נשמע בוודאי מוזר שמדענים מפתחים חומר המונע הפסקת כאב, אבל למעשה זו הדרך היחידה לוודא מה פועל דרך המנגנון הפיזיולוגי הזה (אופיאטים) לשיכוך כאב. באחד המחקרים בתחום ניסו לטפל בכאבם של אנשים בשיטות שונות. קבוצה אחת קיבלה טיפול ממשי בתרופות אופיאטיות אמיתיות כמו מורפין, ואכן יעילות הטיפול נגד הכאב היתה טובה אצל כולם. קבוצה אחרת קיבלה טיפול באמצעותאקופנטורה (דיקור סיני) וחלק ניכר מהמטופלים דיווחו על שיפור משמעותי בתחושת הכאב. תופעה מעניינת היא קבוצה שקיבלה טיפול בתרופות מדומות שתוארו למטופלים כמשככי כאב (תרופות שמכונות "פלסבו" ולמעשה אינן מכילות כל חומר רפואי). כ 70% מהמטופלים דיווחו על שיפור ניכר בכאב. אגב, מכאן ניתן להבין את חשיבותה הרבה של המוטיבציה ושל אפקט ה"פלסבו" על כל סוג של טיפול כיוון שהגוף מגביר את הפרשת האופיאטים באופן טבעי וכך משכך את הכאב. לבסוף, קבוצה רביעית קיבלה טיפול בכאב באמצעות היפנוזה. עד כה השלב הראשון של המחקר. כעת הוזרק החומר "נלקסון" לכל המשתתפים בניסוי ובאופן מיידי נפסק שיכוך הכאב אצל שלושת הקבוצות הראשונות (מקבלי הטיפול התרופתי האמיתי, מקבלי האקופנטורה, ומקבלי טיפול הדמה התרופתי), אולם הקבוצה שטופלה באמצעות היפנוזה המשיכה לדווח על שיכוך הכאבים – שיכוך הכאב פעל עם הנלקסון ובלעדיו. המסקנה המתבקשת היא ששיכוך כאב על ידי היפנוזה פועל בערוץ שונה מאשר שיכוך הכאב בכל שיטה אחרת, רפואית ושאינה רפואית, ומכאן חשיבותו הרבה, שכן הוא יכול להוות טיפול משלים למשככי כאבים או טיפול אלטרנטיבי כאשר לא ניתן לקחת משככי כאבים.
כיצד היפנוזה בכל זאת פועלת? יש השערות שונות והתשובה אינה ברורה לגמרי. אחת האפשרויות היא שתחת המצב ההיפנוטי אדם יכול להתרכז בצורה טובה יותר ממצב רגיל. בעת כאב אנשים לא מסוגלים להסב את תשומת הלב מתחושת הכאב. תחת היפנוזה ניתן אולי להטות את תשומת הלב מתחושת הכאב לדבר אחר. בשפה יום יומית נוכל לומר שכמו שלא ניתן באמת לחשוב על שני דברים לעומק בעת ובעונה אחת כך אם אדם מרוכז דרך ההיפנוזה בדבר כלשהו אין לו מספיק משאבים להפנות לתפיסת הכאב וכך הכאב פוחת. מחקרים של הילגרד תומכים בגישה זו ומראים שלמעשה היפנוזה מצליחה להסב את תשומת הלב מהכאב למרות שהסיגנלים לכאב ממשיכים לשדר למוח ולא מנוטרלים כמו בשימוש בתרופות (פירוט במאמר המצוי באתר על תיאוריות בהיפנוזה). באימון עצמי לאורך זמן ניתן ללמוד כיצד להרפות את הגוף ולהסיט את תשומת הלב מהכאב לא רק בתוך התהליך ההיפנוטי בטיפול אלא גם ביום יום. כיווץ והרפיה של שרירים, כמו גם כיווץ והרפיה של כלי דם, הם מקור בעיה ודרך פתרון לכאבים מסוגים רבים. בהיפנוזה ניתן להגביר שליטה בכיווץ והרפיה של שרירים וכלי דם באיברים שונים בגוף הרגישים לכאב או הדורשים טיפול רפואי מיוחד (שיניים, גניקולוגיה, אורולוגיה ועוד).