Някои от най-насърчаващите клинични данни за ефектите на канабиноидите върху хронична болка са от проучвания на упорита болка при рак и трудна за третиране невропатична болка. Ефективността на канабиса и канабиноидите за облекчаване на невропатична болка едоказана в повече от три дузини предклинични и клинични проучвания. Проучване върху лечение на свързана с HIV дневна невропатична болка при 50 пациента показва средно намаление на болката с 30%, и то при курс на лечение едва 5 дни.  През 2001 г. изследователи съобщават, че екстракт от канабис под формата на спрей за впръскване под езика (Sativex ®) е ефикасен за намаляване на болката при пациенти, страдащи от упорита невропатична болка. (18) Преглед на над 20 клинични изследвания установява, че екстракти от цялото растение са по-добри за лечение на болка в сравнение с перорално приложение само на ТНС. В Канада одобриха Sativex ® за лечение на HIV-асоциирана невропатична болка през 2005 г. и ракова болка – през 2007 година.


Активността на повече от 100 канабиноида и други компоненти на растението обяснява превъзходството на цялостния екстракт при намаляване на болката над чист ТНС. Така например, канабиноидът cannabichromene (СВС), третата най-разпространена съставка на растението,проявява противовъзпалителна и аналгетична активност, въпреки че е по-слаба от тази на ТНС. По същия начин, бета-ситостеролът (не-канабиноиден компонент на канабиса) е в състояние да намали възпалението и отока при третиране на кожата.  Един уникален биофлавоноид, cannaflavin A (намиращ се само в канабиса), потиска провъзпалителната молекула PGE-2 тридесет пъти по-силно от аспирина.  Накрая бета-кариофиленът, канабиноид, разпространен в много растения освен канабиса, има силни противовъзпалителни свойства без забележими странични ефекти.  Бета-кариофиленът е най-често консумираният чрез храната, одобрен от FDA канабиноид.


В докладa на Щатския институт по медицина се съобщава, че „канабиноидите играят роля за болката и контрола на движението, което е в съответствие с възможностите за терапевтичното им приложение в тези области. Доказателствата за лечение на болка са убедителни. Интересно, макар и по-слабо проучено, еприложението при нарушения на движението.“ Според доклада на Института по медицина и многобройни независими научни статии, някои области в мозъка, които имат установена роля за приемане и обработка на болковите сигнали, отговарят за аналгетичния ефект на канабиса. Канабиноидите са били успешно използвани за лечение на ракова болка, която често е резистентна на лечение с опиати. Ефективността на канабиноидите при лечението на упорита ракова болка е доказана в няколко последователни клинични изпитвания с контролирани дози сублингвален спрей. Няколко проучвания са установили, че канабиноидите имат аналгетичен ефект при животински модели, понякога еквивалентен на кодеин.

Изглежда че канабиноидите работят в синергизъм с опиоиди, които често губят своята ефективност, тъй като пациентите изграждат толерантност. Проучване върху това взаимодействие установява, че морфинът е 15 пъти по-активен при плъхове след добавяне на малка доза от ТНС. Действието на кодеина се засилва от порядъка на 900 пъти. През 1990 г. е проведено двойно-сляпо проучване, сравняващо спазмолитичното и обезболяващо действие на THC, кодеин (орално) и плацебо на един пациент, страдащ от нараняване на гръбначния мозък. То потвърждава, че аналгетичният ефект на THC е „еквивалентен на кодеин.“ Проучване от 1997 г. прави подобни констатации, свързани с морфина.  Статия-ревю от 1999 г., преглеждаща масива от научни изследвания относно аналгетични ефекти на марихуаната, направени върху животни заключава, че „тук вече недвусмислено сe доказва, че канабиноидите са антиноцицептивни [способни да блокират приемането и предаването на болка] в животински модели на остра болка.“  По-нататък в доклада се отбелязва, че няколкоканабиноидни и неканабиноидни компоненти имат противовъзпалителни свойства и потенциал за предотвратяване и намаляване на болка, причинена от оток (като артрит). С една дума, на научноизследователската общност признава потенциалните ползи от канабиса за някои пациенти, включително:

• Пациенти на химиотерапия.

• Следоперативни пациенти с болка (като се използва канабиноиди като допълнение към терапията за намаляване на гаденето и повръщането).

• Пациенти с увреждане на гръбначния мозък, периферна невропатична болка или централна болка след инсулт.

• Пациенти с хронична болка и безсъние.

• Пациенти, болни от СПИН за лечение на кахексия, невропатия или значителна болка.