Clomipramin được chỉ định trong điều trị "hội chứng đau mạn tính tự phát có kèm triệu chứng trầm cảm". Clomipramin là thuốc chống trầm cảm ba vòng, cũng có tác dụng đối với rối loạn ám ảnh cưỡng chế và lo âu nghiêm trọng. Thuốc có ảnh hưởng đến quá trình tái hấp thu các chất dẫn truyền thần kinh tại các tế bào thần kinh giống như các thuốc chống trầm cảm khác. Tác dụng giảm đau của clomipramin có liên quan đặc biệt đến việc ức chế tái hấp thu serotonin tại các tế bào thần kinh.
Trong các nghiên cứu lâm sàng có đối chứng, clomipramin đã chứng minh hiệu quả đối với hội chứng đau mạn tính tự phát, như đau thần kinh do đái tháo đường và đau sau zona. Tác dụng giảm đau này không phải là đặc điểm chung của tất cả các loại thuốc chống trầm cảm. Cần một khoảng thời gian nhất định để clomipramin phát huy tác dụng giảm đau, trước khi có thể đánh giá đáp ứng lâm sàng. Tác dụng giảm đau không nhất thiết liên quan và thường độc lập với tác dụng chống trầm cảm. Các tác dụng không mong muốn của liệu pháp này bao gồm các tác dụng kháng cholinergic phụ thuộc liều như khô miệng, khó điều tiết thị lực, táo bón và khó tiểu. An thần nhẹ và hạ huyết áp tư thế là các tác dụng không mong muốn phổ biến khác.