白目が真っ赤に染まる現象の正体は、眼球の表面を覆う半透明の膜である「球結膜」の下にある無数の毛細血管が破れ、出血した血液が結膜と強膜（白目の本体である硬い膜）の間に溜まった状態です。皮膚で例えるならば、ぶつけた部位にできる「青あざ（皮下出血）」と全く同じ現象が眼球表面で起きていると理解するとわかりやすいでしょう。
患者が最も強い恐怖と疑問を抱くのが、「これほど真っ赤なのに、なぜ痛みがないのか」という点です。その理由は眼球の神経構造にあります。黒目（角膜）には知覚神経（三叉神経）が極めて高密度に張り巡らされており、わずかなゴミが入っただけでも激痛や涙が生じます。一方で、白目を覆う結膜の毛細血管が破綻する際、周囲の知覚神経を強く刺激するほどの炎症や組織損傷を伴わない場合、痛みセンサーが作動しません。そのため、白目の出血は痛みなしのまま静かに進行し、鏡を見るまで本人が一切気づかないケースが多発します。
また、出血は眼球の内部（前房や硝子体、網膜）ではなく、眼球の外壁の薄皮一枚の下で起きているに過ぎません。光が通過する瞳孔やレンズ（水晶体）の光学系には何ら障害が及ばないため、視力が急激に落ちたり視界が遮られたりすることもないのが一般的な特徴です。
