El nervio trigémino es uno de 12 pares de nervios craneales que se originan en la base del cerebro.  El nervio tiene tres ramas que conducen al cerebro sensaciones de las porciones superior, media e inferior de la cara, al igual que de la cavidad oral.  La rama oftálmica o superior aporta sensación a la mayor parte del cuero cabelludo, la frente y la parte frontal de la cabeza.  La rama maxilar o media pasa por la mejilla, maxilar superior, labio superior, dientes y encías y los lados de la nariz.  La rama mandibular, o inferior, pasa por la mandíbula, los dientes, las encías y el labio inferior.  Más de una rama nerviosa puede estar afectada por el trastorno.

La presunta causa de la neuralgia del trigémino es un vaso sanguíneo que comprime al nervio del trigémino cuando sale del tronco cerebral.  Esta compresión causa el desgaste del revestimiento protector alrededor del nervio (la vaina de mielina).  La neuralgia del trigémino puede ser parte del proceso de envejecimiento normal; a medida que los vasos sanguíneos se alargan pueden apoyarse y pulsar contra un nervio.  Los síntomas de la neuralgia del trigémino también pueden producirse en personas con esclerosis múltiple, una enfermedad causada por el deterioro de la mielina en todo el organismo, o pueden estar causados por daño sobre la vaina de mielina por compresión de un tumor.   Este deterioro ocasiona que el nervio envíe señales anormales al cerebro.  En algunos casos se desconoce la causa.

La neuralgia del trigémino está caracterizada por un dolor punzante intenso y súbito del tipo de shock eléctrico que normalmente se siente de un lado de la mandíbula o la mejilla. El dolor puede producirse en ambos lados de la cara, aunque no al mismo tiempo.  Los ataques de dolor, que generalmente duran varios segundos y pueden repetirse en  sucesión rápida, vienen y se van a lo largo del día.  Estos episodios pueden durar días, semanas o meses por vez y luego desaparecen durante meses o años.  En los días previos a que comience un episodio, algunos pacientes pueden experimentar una sensación de cosquilleo o entumecimiento o un dolor algo persistente y constante.

Los episodios intensos de dolor pueden desencadenarse por vibración o contacto con la mejilla (como al afeitarse, lavarse la cara o maquillarse), cepillarse los dientes, comer, beber, hablar o estar expuesto al viento.  El dolor puede afectar una pequeña área de la cara o puede diseminarse.  Los ataques de dolor raramente se producen cuando las personas duermen.

A menudo los ataques empeoran con el tiempo, con períodos libres de dolor más breves y más infrecuentes antes de que se reanuden.  El trastorno no es fatal, pero puede ser debilitante.  Debido a la intensidad del dolor, algunas personas evitan las actividades diarias porque temen un ataque inminente.

La neuralgia del trigémino se produce más a menudo en personas mayores de 50 años, pero puede producirse a cualquier edad.  El trastorno es más común en mujeres que en hombres.  Existe alguna evidencia de que el trastorno es hereditario, tal vez debido a un patrón heredado de formación de vasos sanguíneos.

No existe una prueba única para diagnosticar la neuralgia del trigémino.  Generalmente el diagnóstico se basa en los antecedentes médicos del paciente y en la descripción de los síntomas, un examen físico, y un examen neurológico minucioso realizado por un médico.  Otros trastornos, como la neuralgia post-herpética, pueden causar dolor facial similar, como sucede con las cefalea en racimos.  La lesión del nervio trigémino (que podría ser el resultado de cirugía en los senos paranasales, cirugía oral, accidente cerebrovascular, o trauma facial) puede producir dolor neuropático, que está caracterizado por un dolor sordo (dolor profundo poco localizado), quemante y persistente.

Debido a los síntomas coincidentes, y al gran número de afecciones que pueden causar dolor facial, es difícil obtener un diagnóstico correcto, pero es importante encontrar la causa del dolor, ya que los tratamientos para diferentes tipos de dolor pueden variar.