発熱や咳とともに生じる眼周囲の不快感には、解剖学的・生理学的に明確な引き金が存在します。風邪で目の奥が痛い原因を探ると、主に3つの生体反応が関係していることが分かります。
第1のメカニズムは、発熱に伴う頭部血管の拡張と三叉神経の興奮です。ウイルス感染に対抗するため体内では炎症性物質（プロスタグランジンや各種サイトカイン）が大量に放出され、体温が上昇します。この過程で頭部や眼球周辺を走る血管が急激に拡張し、目の奥を通る三叉神経の第1枝（眼神経）を圧迫・刺激します。これが、脈打つように目の奥がズキズキする理由であり、風邪の頭痛と目の痛みがセットで現れやすい根源的な理由です。
第2のメカニズムは、発熱と目の充血が引き起こす局所の循環不全です。体温上昇により結膜の毛細血管が充血すると、眼球表面の乾燥や熱感が進行します。さらに感染防御のために体力を消耗している状態では、水晶体の厚みを調整する毛様体筋の疲労耐性が極端に低下し、わずかに物を見るだけでも深刻な筋肉疲労が生じます。
第3のメカニズムは、ウイルスそのものが神経系や粘膜組織に及ぼす直接的な影響です。風邪ウイルスが上気道から鼻涙管を経由して結膜へ波及したり、全身性の筋痛・関節痛の一環として外眼筋（眼球を動かす筋肉）に炎症性の痛みが波及したりすることで、目を上下左右に動かした瞬間に強い引きつり感や鈍痛が走ります。
