Monet hengelliset perinteet ovat luottaneet kivunlievitykseen meditaatioon vuosisatojen ajan, ja viimeaikaiset tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä käytäntö näyttää todella toimivan. Sekä aivotutkimukset että ihmisten raportoidut kokemukset viittaavat siihen, että tietyt meditatiiviset käytännöt muuttavat merkittävästi kehon käsitystä kivusta, mikä yleensä vähentää yleistä kivun tunnetta siinä määrin, että se kilpailee joidenkin vahvimpien kipulääkkeiden kanssa. Tiedemiehet ovat edelleen hieman epäselviä syistä, miksi kipua lievittävä meditaatio on tehokasta, ja sekä hengellisessä että tieteellisessä yhteisössä on hieman erilaisia teorioita. Jotkut ihmiset ovat edelleen hieman skeptisiä raportoitujen tulosten suhteen laboratoriokokeissa käytettyjen menetelmien vuoksi, kun taas toiset ajattelevat, että meditaatio voi itse asiassa olla jopa tehokkaampi tietyntyyppisiin kroonisiin kipuihin tosielämän tilanteissa.
Yleisesti ottaen, kun ihmiset yrittävät käyttää meditaatiota kivun lievitykseen, tekniikat keskittyvät hengitykseen keskittymiseen tai tiettyjen käsitteiden pohtimiseen. Keskittymällä ja rentoutumalla ihmiset voivat usein antaa ajatustensa ilmaantua ja kadota tekemättä todellisia emotionaalisia arvioita. Tämän toiminnan luoma henkinen tila näyttää tuottavan tiettyjä vaikutuksia kehoon ja mieleen, joista osa näyttää auttavan ihmisiä kivunlievityksessä.
Jotkut uskovat, että meditaatio vapauttaa kehosta tiettyjä endorfiineja, jotka auttavat vähentämään kipua. Toisten mielestä menetelmän tärkein tehokkuus johtuu tavasta, jolla ihmiset tuntevat emotionaalisesti kipunsa, ja sillä on hyvin vähän tekemistä fysiologisten näkökohtien kanssa. Tiedemiehet olivat pitkään samaa mieltä toisen ryhmän kanssa ja pitivät meditaatioiden tehokkuutta luultavasti vain havainnointikysymyksenä, mutta jotkut viimeaikaiset tiedot, erityisesti Wake Forest Universityn asiantuntijan Fadel Zeidanin tutkimus, ovat aiheuttaneet joitakin asiantuntijoita harkitsemaan uudelleen.
Tutkimuksen mukaan ihmiset eivät ainoastaan raportoi merkittävän kivun vähenemisestä meditaation jälkeen, vaan aivokuvat näyttävät osoittavan, että aivojen kipukeskusten toiminta vähenee merkittävästi. Testeissä ihmisillä oli havaittavaa kivun vähenemistä vain minimaalisella meditaatiokoulutuksella, mikä on ristiriidassa joidenkin aikaisempien ajatusten kanssa, että monen kuukauden koulutus tarvittaisiin ennen kuin meditaatio voisi auttaa kipua. Kivun vähenemisen määrä oli merkittävä parannus verrattuna siihen, mitä ihmiset yleensä kokevat käyttäessään morfiinia vastaavissa olosuhteissa, mikä yleensä yllätti tutkijat.
Jotkut skeptikot kyseenalaistavat joidenkin laboratoriokokeiden uskottavuuden, koska he eivät usko, että kokeissa käytetty kipu – lievästi epämiellyttävän lämmön aiheuttama – oli riittävän merkittävää. Nämä asiantuntijat uskovat, että meditaation tehokkuus kivun lievittämisessä saattaa olla paljon vähemmän havaittavissa muissa olosuhteissa tai tilanteissa, joissa jonkun on käsiteltävä kroonista kipua päivittäin. Toiset ajattelevat, että meditaatio voi olla jopa tehokkaampi krooniseen kipuun todellisessa elämässä kuin laboratoriokokeissa, erityisesti kipua, jota ei voida hoitaa helposti lääkkeillä.