Penyebab paling umum dari nyeri lengan dan mati rasa termasuk cedera atau gangguan aliran darah ke lengan. Cedera dapat mencakup patah tulang, keseleo, noda, dan masalah saraf. Perubahan aliran darah ke lengan dapat terjadi dengan salah satu cedera ini dan dengan kondisi medis tertentu.
Cedera pada otot atau tendon dan ligamen pendukung yang menghubungkan tulang lengan atas dan bawah dapat menyebabkan rasa sakit di seluruh lengan. Cedera pada area bahu atau leher juga dapat menyebabkan nyeri lengan. Kerusakan pada pleksus brakialis, kumpulan saraf di area ketiak, misalnya, dapat menimbulkan rasa sakit yang menjalar ke lengan bahkan hingga ke tangan.
Tekanan pada saraf di daerah leher dapat menimbulkan rasa nyeri yang menjalar hingga menimbulkan rasa nyeri dan mati rasa pada lengan. Tekanan saraf dapat terjadi pada cakram yang menonjol atau hernia, tumor, masalah pembengkakan, dan beberapa proses infeksi. Selain rasa sakit dan mati rasa, gejala iritasi atau kerusakan saraf dapat berupa sensasi terbakar atau perasaan ditusuk jarum kecil terus-menerus ke lengan.
Saat terjadi perubahan aliran darah, nyeri lengan dan mati rasa bisa dialami. Aterosklerosis, yang biasa disebut dengan pengerasan pembuluh darah, adalah suatu kondisi di mana diameter pembuluh darah mengecil. Kompresi pembuluh darah juga bisa terjadi jika jaringan di sekitarnya meradang atau bengkak. Akibatnya aliran darah menjadi lambat. Nyeri di dada dan lengan kiri adalah kondisi yang disebut angina. Rasa sakit ini, mirip dengan serangan jantung, dipicu oleh berkurangnya aliran darah ke jantung.
Perubahan lain dalam aliran darah dapat terjadi dengan tanda peringatan medis yang disebut serangan iskemik transien, atau TIA. Ini adalah penurunan aliran darah ke otak secara tiba-tiba, dan dapat menyebabkan nyeri dan mati rasa pada satu sisi lengan. Meskipun sensasi lengan yang berdenyut dan kesemutan bersifat sementara, ini adalah cara tubuh untuk memperingatkan orang tersebut tentang kemungkinan stroke.
Kondisi medis tertentu dapat menyebabkan nyeri lengan dan mati rasa. Diabetes dapat menyebabkan neuropati atau kerusakan saraf. Sumber lain kerusakan saraf di mana sistem kekebalan tubuh menghancurkan lapisan pelindung saraf adalah multiple sclerosis. Rheumatoid arthritis menyebabkan perubahan sendi dan dapat menyebabkan nyeri lengan ketika sendi atau sambungan tulang di lengan terpengaruh. Lupus dapat merusak persendian dan pembuluh darah sehingga menimbulkan rasa sakit atau mati rasa di seluruh tubuh, termasuk lengan.