사실 환상통의 정확한 발생 원인은 아직 밝혀지지 않았습니다.
그래서 다양한 가설이 있으며, 현재까지의 연구와 이론들을 종합해 보면 다영한 이유들이 작용하는 것으로 추정하고 있습니다.
첫번째는 말초신경의 변화입니다.
그 중에서도 신경종의 형성이 원인이 되는 경우가 있습니다. 즉, 절단된 신경 말단 부위에서 손상된 신경 섬유들이 비정상적으로 증식하여 신경종을 형성할 수 있는데, 이 신경종은 과도하게 흥분하거나 외부 자극에 민감하게 반응하여 통증 신호를 발생시킬 수 있는 것입니다.
또한 절단 부위 주변의 남아있는 신경들이 절단으로 인한 환경 변화에 적응하는 과정에서 과민해질 수 있고 이로 인해 정상적인 자극에도 통증을 느끼거나, 자발적으로 통증 신호를 발생시킬 수 있습니다.
그리고 말초 신경에서 전달된 감각 정보를 척수로 전달하는 척수 후근 신경절에서도 절단 후 비정상적인 활성이나 신경 간의 교차 작용이 발생하여 환상통을 유발할 수 있다는 이론도 있습니다.
두번째는 중추 신경계, 즉 뇌와 척수의 변화를 원인으로 보는 이론도 있습니다.
대표적으로 피질 재조직화, 억제성 신경 회로의 기능 저하, 감각 및 운동 불일치, 그리고 사람들에게 가장 많이 알려진 기억 흔적 역시 이 부류에 속하는 가설입니다.