整形外科的なアプローチで骨や筋肉に明確な異常が見当たらない場合、痛みが「左右のどちらに局在しているか」が極めて重大な鑑別の手掛かりとなります。内臓の異常が脊髄神経を介して皮膚表面の知覚神経へと伝達される現象を「関連痛（放散痛）」と呼びますが、鎖骨周囲はこの関連痛が極めて現れやすい解剖学的特徴を持っています。
まず、鎖骨の下が痛い左側のケースで最も警戒すべきは、鎖骨の下が痛む心臓の重篤な疾患です。冠動脈が狭窄または閉塞する「狭心症」や「急性心筋梗塞」では、胸の中央から左前胸部、左肩、左鎖骨下、さらには左顎や左腕の内側へと痛みが放散します。日本循環器学会の報告でも、典型的な「胸を締め付けられる激痛」だけでなく、「左鎖骨の奥が重苦しく締め付けられる」「息を深く吸うと左胸の上部が圧迫される」といった非典型的な症状で発症する患者が一定数存在することが指摘されています。特に高血圧や脂質異常症を抱える中高年の場合、安静時や階段歩行時に生じる左鎖骨下の痛みは、緊急の検査を要する警告サインです。
一方で、鎖骨の下が痛い右側のケースでは、横隔膜や腹部消化器系の疾患が関連痛として現れるリスクがあります。右の横隔膜直下には肝臓と胆嚢が位置しており、胆石症や胆嚢炎、肝臓の被膜進展が生じると、横隔神経（第3〜第5頸神経由来）を通じて、右鎖骨から右肩甲骨周辺にかけての放散痛が生じます。「食後、特に油っこい食事を摂った数時間後に右鎖骨の下から背中にかけて鈍痛が走る」というパターンは、胆嚢疾患の典型的な徴候です。
さらに見落とされがちなのが、肺の最上部（肺尖部）に発生する肺がんの一種である「パンコースト腫瘍」です。肺尖部の病変が胸壁や腕神経叢、自律神経節を侵食すると、初期には咳や痰が出ず、左右どちらかの鎖骨下や肩の激しい痛みとして発症することがあります。「単なる神経痛だと思っていたら呼吸器疾患だった」という事例は臨床現場でも度々報告されており、左右差を軽視することは極めて危険です。
