La composante sensorielle se réfère à notre capacité d'analyser la nature, la localisation, l'intensité et la durée d'un stimulus nociceptif ("douloureux"). Le codage de ces différentes composantes sensorielles se fait grâce aux récepteurs nociceptifs

La voie sensorielle de la nociception appelée aussi voie antéro-latérale ou voie spino-thalamique

Elle comporte comme toutes les voies sensorielles ascendantes quatre types de neurones : 

(1) les neurones sensoriels primaires qui se projettent dans la corne dorsale de la moelle épinière (couche I, II) et dans le noyau trijumeau. Leur corps cellulaire est situé dans les ganglions postérieurs (ganglions spinaux ou ganglion de Gasser)

(2) les neurones spinothalamiques dont l'axone croise la ligne médiane et se termine dans les noyaux du thalamus

(3) les neurones thalamo-corticaux

(4) les neurones cortico-corticaux (pour l'analyse de la sensation)

Les axones des neurones sensoriels primaires sont :

• les fibres Ad (1-5 m m de diamètre, vitesse de conduction 4-30 m/s) 
• les fibres C (0.3-1.5 m m de diamètre, vitesse de conduction 0.2-2 m/s).

Le corps cellulaire de ces neurones est situé dans les ganglions spinaux (ou dans le ganglion de Gasser pour les récepteurs de la face et du cou) 

Les neurotransmetteurs présents dans les terminaisons axoniques et libérés par ces terminaisons des neurones primaires nociceptif sont, entre autres, la substance P (SP) et le glutamate. 
 
 

Figure 1–2 : la voie antéro latérale (tronc et membres)