Đau kiểu thần kinh (neuropathic pain) là đau có nguồn gốc từ hệ thần kinh ngoại biên hoặc trung ương, do tình trạng kích thích cơ học hoặc hóa học lên cấu trúc thần kinh chi phối vùng cổ. Đau rễ thần kinh (radicular pain) là một dạng điển hình của đau kiểu thần kinh ngoại biên. Đau kiểu thần kinh có thể liên quan đến tổn thương rễ thần kinh, dây thần kinh hoặc tủy sống. Tùy theo vị trí và nguyên nhân tổn thương mà biểu hiện lâm sàng có những điểm đặc thù khác nhau.
Đặc điểm của thể đau thần kinh là rối loạn cảm giác (dị cảm) tại vùng thần kinh chi phối, biểu hiện như kiến bò, tê bì, nhói, nóng rát, giảm hoặc mất cảm giác. Nếu bệnh cảnh lâm sàng có kèm theo yếu/liệt cơ, thay đổi phản xạ gân xương (tăng hoặc giảm, cần so sánh hai bên) hoặc có dấu hiệu loạn dưỡng tại vùng mô chi phối, thì càng củng cố chẩn đoán thể đau thần kinh (liên quan đến ba chức năng chính của thần kinh: vận động, cảm giác và dinh dưỡng). Một số bệnh cảnh điển hình của đau cổ kiểu thần kinh như sau:
•    Bệnh lý tủy do thoái hóa cột sống cổ (Cervical Spondylotic Myelopathy - CSM): Những thay đổi thoái hóa gây hẹp ống sống dẫn đến tổn thương tủy sống. Bệnh nhân có thể đến khám với các triệu chứng như yếu các chi, rối loạn dáng đi, rối loạn chức năng ruột và/hoặc bàng quang. Mức độ phục hồi thần kinh phụ thuộc vào việc can thiệp phẫu thuật giải áp sớm hay muộn.
•    Bệnh lý rễ thần kinh cổ (Cervical Radiculopathy): Đau kèm dị cảm, thường xuất hiện ở một bên cổ và lan theo vùng phân bố của rễ thần kinh tương ứng (dựa trên bản đồ khoanh tủy cảm giác). Nguyên nhân chủ yếu là thoái hóa cột sống cổ, gây giảm chiều cao đĩa đệm, trực tiếp dẫn đến hẹp lỗ liên hợp và chèn ép rễ thần kinh liên quan. Một trong những nguyên nhân phổ biến khác là thoát vị đĩa đệm cổ cạnh trung tâm, chèn ép và gây tổn thương rễ thần kinh liên quan.