Z bólem nocyplastycznym wiąże się sensytyzacja obwodowa i ośrodkowa. Mogą one prowadzić między innymi do hiperalgezji, czyli nadmiernej odpowiedzi bólowej na bodziec normalnie wywołujący ból, oraz allodynii, czyli odczuwania bólu pod wpływem bodźców, które zwykle go nie powodują. Sensytyzacja nie jest jednak swoista dla bólu nocyplastycznego i może występować również w innych rodzajach bólu.
W przeciwieństwie do bólu nocyceptywnego natężenie bólu nie musi pozostawać w ścisłym związku z rozległością uszkodzenia lub zapalenia tkanek. W przeciwieństwie do bólu neuropatycznego nie jest wymagane stwierdzenie uszkodzenia lub choroby układu somatosensorycznego.
Obraz kliniczny Ból nocyplastyczny może mieć charakter regionalny, wieloogniskowy lub uogólniony. Jego rozległość lub nasilenie mogą być większe, niż wynikałoby to ze stwierdzanych zmian strukturalnych w tkankach lub nerwach.
Mogą mu towarzyszyć zaburzenia snu, zmęczenie, trudności z koncentracją i pamięcią oraz zwiększona wrażliwość na inne bodźce, takie jak światło, dźwięki i zapachy. Objawy te nie są jednak swoiste dla bólu nocyplastycznego.