La sensation de chaleur est captée par le récepteur TRPV-1 (Transient Receptor Potential Vanilloïde 1), présent sur la langue et sur la peau.
Les récepteurs ionotropiques, qui sont en faite des protéines-canales se trouvant sur la membrane du nerf, qui fonctionnent sur le principe de l'ouverture d'un canal ionique qui laisse entrer des ions Na+ et Ca2+. Ces ions entraînent l'envoi d'un message nerveux jusqu'au cerveau qui l'interprète en signal de douleur.
Ce type de récepteurs nociceptifs est activé par les températures supérieures à 44°C et aux pH bas.
Le récepteur TRPV-1, sensible à la chaleur, l'est aussi aux molécules de la famille des vanilloïdes, dont la capsaïcine.
Les vanilloïdes, et donc la capsaïcine, sont des molécules liposolubles qui peuvent traverser la paroi de la cellule nerveuse et se fixer sur le récepteur-canal et provoquer son ouverture. Cela a pour effet de provoquer la même sensation que pour une brûlure conventionnelle.
Lors d'une consommation répétée et dans la durée de piment, le cerveau "s'habitue" aux signaux de douleur qu'il reçoit et les ignore en partie. D'autre part, les nerfs peuvent être endommagés et ne plus pouvoir réagir à la capsaïcine. Cependant, ils se réparent et se reforment en quelques jours et sont à nouveau opérationnels.
Certaines personnes apprécient le piment car sa consommation provoque la sécrétion d'endorphine (l'hormone du bonheur) par le cerveau. Il se créé une légère sensation de bien être lors de la dégustation du fruit.