几乎所有切除肢体患者都会经历感觉切除的肢体仍然存在的困扰。这一感觉经常使患者痛苦而压抑。其病因仍不明，但是认为很大程度上与脊髓水平介导机制有关。先天性肢体缺失患者不会出现这一现象。患者对幻肢的描述常常栩栩如生。
许多患者幻肢的感觉会逐渐减退，但是某些幻肢痛会影响患者日常生活。幻肢痛常表现为不愉快的感觉异常和疼痛。这种疼痛会因为活动或者刺激支配区域的皮区而加重。可以是基于感觉异常基础的锐痛或者激发痛。
幻肢痛患者有时表现为交感神经紊乱引发的烧灼感。有研究指出先于肢体切断手术的重度肢体疼痛会增加幻肢痛的发生率。
导致幻肢综合症的神经机制疼痛，温度，触觉和振动会通过前外侧和脊髓丘脑道在中枢神经系统中传递，携带传入的感觉信息并发送运动信息。传入的感觉信息沿着前外侧路径传播，到达位于顶叶中央后回的初级感觉皮层；感觉统统的位置。
在幻肢症候群中，有感觉输入表明来自身体的某个部位不再存在的疼痛-这种现象仍未被完全理解，但是据推测，这是由于体感皮层的激活引起的。
症状和体征幻肢痛有多种表现形式。最常见的是感觉异常性疼痛。另外，幻肢痛患者有肌肉运动感觉异常（也就是幻肢痛是游走的）。部份幻肢痛患者存在“望远镜现象”，即并非是缺失肢体的全部都会产生疼痛，产生幻肢痛的末端肢体通常会直接与截余的肢体相连。
患者常说幻手是直接连接于大臂??幻肢痛会随时间而减弱，年轻患者更加容易从幻肢综合征中解脱。因为幻肢异常感觉和疼痛，患者总会出现行为变化。
检查绝大多数情况下，幻肢痛仅依据临床征象即可诊断。只有区分其他并存疾病如神经根病变时才需要特殊检查。包括实验室检查、残端神经瘤检查、肿瘤和不明感染的检查。如果怀疑骨折或是骨髓炎，平片和骨扫描可能有益。
鉴别诊断如果幻肢痛患者存在骨折或是感染，详细的病史和检体是第一重要的。如果因为恶性肿瘤必须切断肢体引发的幻肢痛要考虑仍有肿瘤存在的可能。其他原因引起的神经支配区域的病变如神经根病变和外周神经病变也要加以考虑。
治疗临床治疗的第一步要让幻肢痛患者明白幻肢感觉异常和/或疼痛是正常的，而且这一感觉是真实的，而非幻觉。此一项就会降低患者焦虑和症状。一种已引起公众