胆石による痛み（胆石疝痛発作）は、肝臓で作られた消化液である「胆汁」を一時的に濃縮・貯蔵する袋状の臓器「胆のう」の中に生じた結石が原因で起こります。食事、特に脂肪分の多い食事を摂取すると、十二指腸からコレシストキニンというホルモンが分泌され、胆汁を送り出すために胆のうが強く収縮します。
この収縮のタイミングで、胆のう内にあった結石が胆のうの出口（胆嚢頸部）やすぐ先の細い管（胆嚢管）にすっぽりと挟まり、出口を塞いでしまいます。行き場を失った胆汁によって胆のうの内圧が一気に跳ね上がり、胆のう壁が過度に伸展することで、耐え難い差し込むような激痛が引き起こされるのです。
見落とされやすいのが胆石 痛みの場所の広がり方です。最も痛むのは右の肋骨の下（右季肋部）やみぞおち（心窩部）ですが、内臓の痛覚刺激は脊髄を通じて周囲の神経へと波及するため、胆石 背中の痛みや右肩、肩甲骨の奥に突き抜けるような「放散痛（関連痛）」を伴う頻度が非常に高いという解剖学的特徴があります。
