偏头痛的发病受遗传、神经递质紊乱、血管、内分泌、饮食与生活方式及其他等多种因素影响。遗传约60%患者有家族史；神经递质中5-HT、去甲肾上腺素紊乱可致发病；血管方面有颅内血管收缩扩张及内皮功能异常；内分泌中女性激素、甲状腺素变化与之相关；饮食如富含酪氨酸等食物、生活方式如精神紧张等可诱发；环境刺激、某些药物也可引发偏头痛。
神经递质紊乱
5-羟色胺（5-HT）：5-HT是一种重要的神经递质，在偏头痛的发病中起关键作用。当5-HT代谢异常时，可引起颅内血管收缩和舒张功能失调。例如，5-HT水平降低可能导致颅内血管过度收缩，随后引发血管扩张，这种血管舒缩功能的异常变化可刺激神经末梢释放疼痛介质，从而诱发偏头痛。女性在月经周期等生理阶段，体内5-HT水平波动较大，这也是女性偏头痛发病率高于男性的原因之一。
去甲肾上腺素：去甲肾上腺素参与血管的调节和疼痛信号的传导。当去甲肾上腺素系统功能紊乱时，会影响脑血管的张力和神经的兴奋性。例如，去甲肾上腺素能神经元活动异常可能导致脑血管收缩异常，进而引发偏头痛发作。
血管因素
颅内血管收缩与扩张：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。颅内动脉收缩可导致局部脑组织缺血，引发神经功能障碍；而颅外动脉扩张则会刺激血管周围的神经末梢，释放前列腺素等致痛物质，从而引起头痛。这种血管舒缩功能的异常循环是偏头痛发作的重要病理生理基础。
血管内皮功能异常：血管内皮细胞可以分泌多种血管活性物质，如一氧化氮、内皮素等，调节血管的舒缩和血液流变学。在偏头痛患者中，血管内皮功能可能出现异常，导致一氧化氮分泌减少，内皮素分泌增加，进而影响血管的正常功能，促进偏头痛的发生。
内分泌因素
女性激素：女性偏头痛患者的发作与月经周期密切相关。在月经前期和月经期，雌激素水平波动较大，可通过影响神经递质、血管张力等多种途径诱发偏头痛。例如，雌激素水平降低可能导致5-HT等神经递质代谢改变，从而引发头痛。此外，妊娠期间偏头痛发作可能会有所变化，部分患者在妊娠后发作减轻或缓解，但也有部分患者在产后复发。
甲状腺素：甲状腺素参与机体的代谢调节，其水平的变化也可能与偏头痛有关。甲状腺功能亢进或减退时，可能影响神经和血管的功能，增加偏头痛的发病风险。
饮食与生活方式因素
饮食：某些食物可能诱发偏头痛，如富含酪氨酸的食物（奶酪、巧克力等）、腌制食品（含有亚硝酸盐）、含咖啡因的饮品（咖啡、茶等）、酒精等。酪氨酸可促进去甲肾上腺素释放，诱发血管收缩；亚硝酸盐等可引起血管扩张；咖啡因和酒精可影响神经递质和血管功能，从而导致偏头痛发作。
生活方式：长期精神紧张、压力过大是偏头痛的重要诱发因素。精神紧张可导致神经内分泌失调，引起血管痉挛和神经兴奋性增高。此外，睡眠不足或睡眠质量差也会增加偏头痛的发病风险。过度劳累、不规律的作息时间等也可能干扰身体的正常生理节律，诱发偏头痛。例如，长期从事高强度脑力劳动且缺乏休息的人群，偏头痛的发生率明显高于生活规律、压力较小的人群。
其他因素
环境因素：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血管和神经功能；噪音和异味可引起精神紧张，导致血管收缩和神经兴奋，从而诱发头痛。
药物因素：某些药物也可能诱发偏头痛，如硝酸甘油、利血平等。硝酸甘油可导致血管扩张，引发头痛；利血平可影响神经递质代谢，诱发偏头痛发作。
