偏头痛的发生与遗传、神经递质、血管、环境、激素、神经细胞兴奋性及其他等多因素相关。遗传使约60%患者有家族史；神经递质中5-羟色胺、去甲肾上腺素等紊乱参与发病；血管存在舒缩功能及神经肽释放异常问题；环境因素里饮食、环境刺激、睡眠等可诱发；激素方面女性激素及其他激素变化有影响；神经细胞有神经元过度兴奋及神经胶质细胞参与情况；心理、气候等其他因素也与之相关。
神经递质紊乱
5-羟色胺（5-HT）：5-HT在偏头痛的发病中起着重要作用。正常情况下，5-HT参与调节血管舒缩等多种生理功能。当5-HT代谢异常时，可能会导致颅内血管收缩舒张功能失调。例如，5-HT受体功能异常或其合成、释放、摄取等过程出现问题，会引起颅内血管过度收缩或舒张，进而引发偏头痛发作。女性在月经周期等激素水平变化时，5-HT水平易出现波动，这也是女性偏头痛发病率相对较高的一个因素。
去甲肾上腺素：去甲肾上腺素是一种重要的神经递质，它参与调节神经系统的兴奋性等多种功能。当去甲肾上腺素能系统功能紊乱时，可能影响脑部的神经调节，与偏头痛的发生发展相关。例如，去甲肾上腺素水平的异常变化可能会影响疼痛信号的传导等，从而诱发偏头痛。
血管因素
颅内血管收缩舒张功能异常：偏头痛发作时，往往先出现颅内动脉收缩，随后颅外动脉扩张。颅内动脉收缩会导致局部脑组织缺血，而颅外动脉扩张则可能引起头痛等症状。这种血管舒缩功能的异常可能与上述神经递质紊乱等因素相关，例如5-HT水平变化可影响血管的收缩舒张状态。另外，血管内皮功能异常也可能参与其中，血管内皮细胞可以分泌多种血管活性物质，如一氧化氮等，当血管内皮功能出现问题时，这些血管活性物质的平衡被打破，影响血管的正常舒缩功能，增加偏头痛发生的风险。
血管周围神经肽释放：血管周围的神经肽释放异常也与偏头痛血管因素有关。例如，降钙素基因相关肽（CGRP）等神经肽的释放增加，CGRP可以引起血管扩张、通透性增加等，进一步加重偏头痛的症状。在偏头痛发作时，相关神经通路会促使CGRP等神经肽大量释放，导致颅内血管扩张和炎症反应等，从而引发头痛等一系列偏头痛的临床表现。
环境因素
饮食因素：某些食物可能诱发偏头痛。例如，富含酪氨酸的食物（如奶酪、巧克力等），酪氨酸是合成5-HT等神经递质的前体物质，摄入过多可能影响神经递质的代谢；含有亚硝酸盐的食物（如一些腌制食品）、含有苯乙胺的食物（如巧克力）等，可能通过影响血管功能或神经递质而诱发偏头痛；另外，过量饮酒也可能导致偏头痛发作，酒精可以扩张血管，还可能影响神经递质的平衡等。
环境刺激：强光、噪音、异味等环境刺激可能诱发偏头痛。强光可刺激视网膜，通过神经传导影响脑部血管和神经调节；噪音会引起神经系统的应激反应，干扰正常的神经功能；异味可能通过嗅觉神经传导，影响脑部的神经递质和血管舒缩功能，从而诱发偏头痛发作。
睡眠因素：睡眠不足或睡眠质量差是偏头痛的常见诱发因素。长期睡眠不足会打乱神经系统的正常节律，影响神经递质的平衡以及血管的调节功能等。例如，睡眠不足可能导致5-HT等神经递质水平异常，进而引发偏头痛。而过度睡眠有时也可能诱发偏头痛，这可能与睡眠周期的改变影响了脑部的生理功能有关。
激素因素
女性激素：女性在月经周期、妊娠期、更年期等不同阶段，偏头痛的发作情况有所不同。月经前期和月经期，雌激素水平波动较大，雌激素的变化可能影响5-HT等神经递质的代谢，从而诱发偏头痛；妊娠期，体内激素水平发生显著变化，部分孕妇在妊娠期偏头痛发作可能会改变，有的发作减少，有的发作增多；更年期时，激素水平逐渐不稳定，也容易出现偏头痛发作频率的改变。
其他激素：甲状腺激素等其他激素的变化也可能与偏头痛相关。甲状腺功能异常时，可能影响身体的代谢和神经调节功能，进而增加偏头痛的发病风险。例如，甲状腺功能减退或亢进时，可能会出现偏头痛症状的改变。
神经细胞兴奋性改变
神经元过度兴奋：脑部神经元的兴奋性异常增高可能导致偏头痛。多种因素可引起神经元过度兴奋，如神经递质失衡、离子通道功能异常等。例如，钠离子通道功能异常时，神经元容易出现异常的放电活动，这种异常放电可能通过神经传导通路影响脑部的血管和神经调节，从而引发偏头痛。当神经元过度兴奋时，会释放过多的神经递质等物质，进一步加重神经血管的调节紊乱，促使偏头痛发作。
神经胶质细胞参与：神经胶质细胞在偏头痛的发生中也起到一定作用。神经胶质细胞可以调节神经元的微环境，当神经胶质细胞活化时，会释放炎症介质等，参与脑部的炎症反应和神经调节紊乱过程。例如，活化的神经胶质细胞释放的白细胞介素等炎症介质可能影响血管的舒缩功能和疼痛信号的传导，与偏头痛的发作相关。
其他因素
心理因素：长期的精神紧张、焦虑、抑郁等心理状态可能诱发偏头痛。心理因素可通过神经内分泌途径影响身体的生理功能，例如导致神经递质失衡、激素水平变化等，进而增加偏头痛的发病风险。例如，长期处于高压力工作状态的人群，偏头痛的发生率往往较高，因为长期的精神紧张会使神经系统持续处于应激状态，影响脑部的正常调节。
气候因素：气候变化也可能与偏头痛发作有关。例如，气温的骤变、气压的变化等，可能影响人体的血管舒缩功能和神经调节。在寒冷天气时，血管收缩可能诱发偏头痛；而在炎热天气，血管扩张等因素也可能导致偏头痛发作。不同地区的气候特点也可能对偏头痛的发病有一定影响，例如一些地区的气候变化较为剧烈，当地人群中偏头痛的发病率可能相对较高。
