胳膊疼可能由正常生理反应或异常情况导致。正常生理反应包括血管穿刺损伤（抽血致血管壁损伤，短时间内可缓解）和局部淤血（按压不当致淤血刺激周围组织疼痛，不同人群表现有差异）；异常情况有感染（抽血部位护理不当致细菌侵入引起红、肿、热、痛等，免疫力低者风险高）、神经损伤（少见，误刺神经致疼痛，特殊人群风险略增）、过敏反应（少数人对抽血物质过敏致局部疼痛，过敏体质者易发生）。
一、正常生理反应导致的胳膊疼
（一）血管穿刺损伤
抽血时需要将针头刺入静脉，这会对血管壁造成一定的损伤。一般来说，血管壁上分布有神经末梢，当受到穿刺刺激时，人体会感觉到疼痛。这种损伤通常比较轻微，多数人在抽血后短时间内（数小时至1-2天内）疼痛会逐渐缓解。例如，一项小规模的临床观察研究发现，约80%的人在抽血后24小时内，因血管穿刺引起的胳膊疼痛会明显减轻。
（二）局部淤血
抽血后如果按压不当，可能会导致局部血液渗出到血管外，形成淤血。淤血会刺激周围组织，引起疼痛。淤血区域通常会伴有肿胀、发青等表现。不同人群出现淤血相关疼痛的时间和程度有所差异，一般体质较弱、凝血功能稍差的人群相对更容易出现这种情况。比如老年人群，由于血管弹性下降、凝血功能可能随年龄增长而有所变化，相对年轻人更易在抽血后因按压不当出现局部淤血及疼痛。
二、异常情况导致胳膊疼
（一）感染
如果抽血部位没有做好清洁护理工作，细菌等病原体可能侵入伤口引起感染。感染后局部会出现红、肿、热、痛等症状，疼痛可能会持续加重，并且可能伴有发热等全身症状。免疫力较低的人群，如糖尿病患者血糖控制不佳时、长期使用免疫抑制剂的人群等，发生感染的风险相对较高。例如，糖尿病患者由于血糖高利于细菌生长繁殖，若抽血后局部护理不当，感染的几率比正常人高很多.
（二）神经损伤
虽然这种情况比较少见，但在抽血过程中如果针头误刺到周围神经，可能会导致胳膊疼痛。神经损伤引起的疼痛特点可能较为特殊，可能表现为放射性疼痛、麻木等感觉异常。例如，有报道显示在极个别情况下，针头碰到臂丛神经分支，会导致胳膊出现较剧烈且伴有麻木感的疼痛，但这种情况发生概率极低。不过对于一些解剖结构特殊或者血管位置较深、穿刺难度大的人群，如肥胖人群、血管较细且位置较深的人群，相对发生神经损伤的风险会略有增加.
（三）过敏反应
少数人可能对抽血时使用的某些物质过敏，如消毒液、胶布等。过敏反应除了可能出现皮肤瘙痒、皮疹等表现外，也可能引起抽血部位周围的疼痛。过敏体质的人群发生这种情况的可能性相对较大。比如本身对某种消毒液成分过敏的人群，在抽血后可能会因接触消毒液而出现局部过敏反应伴疼痛。
