咳嗽的时候肚子疼，主要是因为咳嗽程度较为剧烈，引起了腹部肌肉收缩或者膈肌疲劳所导致。
咳嗽是一种防御性的神经反射，咳嗽反射的发生需要神经和肌肉的参与。当咳嗽感受器受到一定强度的刺激之后，会将这种刺激信号传递给咳嗽中枢，咳嗽中枢再发出神经冲动到效应器，也就是参与咳嗽动作的肌肉，而参与咳嗽动作的肌肉，包括咽部肌肉群、声带、肋间肌以及腹部肌肉群、膈肌，尤其是腹部的肌肉群和膈肌。咳嗽发生时，这些肌肉会表现出收缩的动作，引起腹腔的压力增加，再传导给胸腔以及肺，从而使气道内的压力急剧升高，产生高速气流，形成咳痰。腹部的肌肉群和膈肌出现急剧收缩时，就可引起疼痛反应。
因此咳嗽剧烈时或长期咳嗽时，就会引起肚子疼的症状，实际上是腹部肌肉和膈肌疲劳所引起。