对瘙痒的定义是将瘙痒的感觉和抓挠行为联系在一起的。确实，我们在日常生活中也经常会一边抓挠一边说“感觉痒痒”。但附着在皮肤上的异物到底是如何向大脑传递信息，使大脑感觉到瘙痒并引起抓挠这个行为的呢？过程大致如下。异物刺激皮肤后，从特定细胞释放出诱发瘙痒的物质（瘙痒物质，也称痒感介质）。瘙痒物质和C纤维末端（神经末梢）的受体结合，产生电信号。
电信号通过C纤维从位于脊髓后侧的脊髓后角进入，从位于前侧的脊髓前角发出，直至大脑。信号会激活大脑的对应部位产生瘙痒的感觉，从而引起抓挠行为。
最被人熟知的瘙痒物质是“组胺”。组胺是受到蚊虫叮咬或遇到螨虫和花粉等过敏物质时从肥大细胞中释放出来的物质。此外，还有胰蛋白酶、细胞因子（白细胞介素-31等）、RNA片段、神经生长因子等约30种瘙痒物质。各种瘙痒物质由特定的细胞分泌，通过和C纤维的特定受体结合，使瘙痒神经兴奋。
正常情况下，感到瘙痒后抓挠会减轻瘙痒感。这是由于抓挠后痛感神经开始兴奋，分泌出的物质（GABA、甘氨酸等）会抑制瘙痒的感觉。如果是由于异物附着产生的瘙痒，只要通过抓挠把异物去除，瘙痒感就会消失了。
但还有通过抓挠也无法减轻瘙痒的情况。这就是越挠越痒的恶性循环，即“瘙痒-抓挠循环”。在瘙痒-抓挠循环中，抓挠容易破坏皮肤的屏障功能。破坏了屏障功能的皮肤组织，其上的表皮细胞（角质细胞）会释放出细胞因子，在诱发瘙痒的同时，还会促进其他瘙痒物质的释放。屏障出现异常，外部的异物就更容易侵入，刺激瘙痒神经。因而此时，“抓挠后会产生痛感从而抑制痒感的机制”是不成立的。
研究人员在研究中还发现，抓挠破坏了屏障后，原本应该存在于表皮和真皮交界处的C纤维上升到了表皮。神经延伸到表皮附近时，即便再小的刺激也能引起瘙痒。这种现象也和瘙痒-抓挠循环紧密相关。陷入瘙痒-抓挠循环还跟痒感和快感紧密结合有关。研究人员在给受检者的手腕诱发瘙痒后，通过功能性磁共振成像（fMRI）观察抓挠时受检者的大脑活动情况，结果表明，获得快感时活跃的部位（中脑或纹状体等奖赏机制）活动会增加。
总而言之，在瘙痒-抓挠循环中，瘙痒是不快的，但抓挠会带来快感，这两种相反的感觉交替出现，使人更容易感到痒，由此形成了恶性循环。被蚊虫叮咬或受到异物入侵时产生瘙痒的感觉，是正常的生物体反应。但有时，由于疾病或皮肤状态的原因，即便没有异物附着皮肤也会发痒。瘙痒可大致分为由皮肤原因引起的“末梢性瘙痒”和皮肤以外原因引起的“中枢性瘙痒”。
末梢性瘙痒包括慢性荨麻疹、接触性皮炎、花粉症引起的瘙痒。
此外，蚊虫叮咬或植物毒素引起的红肿所产生的正常瘙痒、伤口快要愈合时产生的瘙痒以及肌肤干燥引起的瘙痒都属于末梢性瘙痒。中枢性瘙痒主要是伴随着内脏疾病产生的瘙痒。
例如慢性肾功能不全、肝脏疾病（肝硬化、胆汁淤积型肝炎等）、血液透析、癌症（胃癌、乳腺癌、肺癌、肠癌等）、血液病（白血病、缺铁性贫血）、胶原病（硬皮症、皮肌炎、干燥综合症、全身性红斑狼疮等）、内分泌疾病（糖尿病、甲状腺功能减退症等）都是中枢性瘙痒产生的原因。肥大细胞释放的组胺是大多数末梢性瘙痒的诱因，通过内服抗组胺药可以得到缓解。而中枢性瘙痒使用抗组胺药物无效，属于难治性瘙痒。