Metamizol kann sowohl bei akuten starken Schmerzen nach Verletzungen oder Operationen eingesetzt werden als auch bei Tumor- oder Kolikschmerz. Dem Wirkstoff wird außerdem eine spasmolytische Wirkung zugeschrieben, was sich positiv auf die Behandlung von Koliken auswirkt.

Sofern andere therapeutische Maßnahmen nicht wirksam sind, kann die Substanz auch bei chronischem Schmerz genutzt werden. Bei Patienten mit sehr starken Schmerzen (z. B. Tumorschmerz) kann die Substanz auch in Kombination mit Opioiden eingesetzt werden.

Schmerz zählt zu den häufigsten Symptomen einer lokalen Gewebeschädigung, die auch von einer Erkrankung hervorgerufen werden kann. Schmerz, speziell akuter Schmerz, übt eine nützliche Schutz- und Warnfunktion aus und hilft dem Arzt bei der Diagnosefindung. Es wird dem Gehirn vermittelt, dass es an der schmerzenden Stelle zu einer Schädigung des Organismus gekommen ist. Prinzipiell lässt sich der Schmerz in Oberflächen-, Viszeral (Eingeweide)-, und Neuropathieschmerz unterteilen. Er kann aber, gerade wenn er chronisch wird, ohne Nutzen und quälend sein. Man unterscheidet zwischen akutem und chronischem Schmerz. Der akute Schmerz ist von begrenzter Dauer und klingt nach Beseitigung der auslösenden Schädigung schnell ab. In der Regel ist er gut lokalisierbar und abhängig von der Reizintensität. Diese Schmerzform hat eine eindeutige Warnfunktion. Der chronische Schmerz äußert sich entweder als Dauerschmerz (z. B. Rückenschmerzen, Tumorschmerzen) oder als ständig wiederkehrender Schmerz, wie es z. B. bei Migränekopfschmerzen oder Herzschmerzen bei Angina pectoris der Fall ist. Als chronisch wird ein Schmerz bezeichnet, wenn er länger als drei Monate besteht. Chronische Schmerzen können sich im Laufe der Zeit auch zu einem eigenständigen Krankheitssyndrom entwickeln.

Je nach Schmerzstärke werden Analgetika unterschiedlicher Wirkstärke verordnet mit dem Ziel, eine adäquate Analgesie zu erreichen und unter Umständen auch einer Chronifizierung des Schmerzes entgegenzutreten.

Metamizol sollte nur dann therapeutisch bei Fieber genutzt werden, wenn dieses durch andere Mittel nicht gesenkt werden kann.

Fieber ist eine häufige Begleiterscheinung von Infektionen jeglicher Genese. Dieses Phänomen begründet sich auf eine Sollwertverstellung im hypothalamischen Thermoregulationszentrum. Durch die Freisetzung von exogenen Pyrogenen (z. B. Lipopolysaccharide aus der Bakterienwand) werden Makrophagen dazu veranlasst, endogene Pyrogene freizusetzen. Diese binden im Thermoregulationszentrum an bestimmten Rezeptoren, welches zur vermehrten Bildung von Prostaglandinen (vorrangig PGE₂) führt. Dieses führt dazu, dass der Sollwert der Körpertemperatur nach oben verschoben wird. Der Patient bemerkt dieses dadurch, dass ihm kalt ist und unter Umständen Schüttelfrost bekommt. Umgekehrt ist dem Patienten heiß, wenn nach durchstandener Infektion der Sollwert für die Körpertemperatur wieder herunter geregelt wird, und seine Temperatur oberhalb des Sollwertes liegt.

Auch wenn hohes Fieber für den Patienten potentiell gefährlich ist, handelt es sich um einen körpereigenen Abwehrmechanismus, da die Abwehrzellen des Immunsystems unter höheren Temperaturen besser arbeiten. Deswegen sollten erhöhte Körpertemperaturen bis zu einem gewissen Grad auch untherapiert belassen werden.