偏头痛的发生与遗传、神经递质紊乱、血管、环境及其他等多种因素相关，遗传使约60%患者有家族史且影响生理过程增易感；神经递质中5-羟色胺波动致颅内血管失调，去甲肾上腺素异常影响血管张力；血管有颅内血管阶段性舒缩及内皮功能异常情况；环境因素里饮食、睡眠、精神、环境刺激可诱发；其他因素如内分泌、药物也与偏头痛发作有关
神经递质紊乱
5-羟色胺：5-羟色胺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-羟色胺水平波动时，可能导致颅内血管收缩与舒张功能失调。例如，偏头痛发作前，5-羟色胺水平降低，可引起颅内动脉收缩，随后颅外动脉扩张，从而引发头痛。女性在月经周期等生理阶段，体内激素变化会影响5-羟色胺的代谢，这也是女性偏头痛发病率相对较高的原因之一。
去甲肾上腺素：去甲肾上腺素参与血管的收缩和舒张调节。偏头痛发作时，去甲肾上腺素能神经系统功能异常，可能导致血管张力改变，进而诱发头痛。长期精神压力大等因素可能影响去甲肾上腺素的分泌和调节，增加偏头痛发生的可能性。
血管因素
颅内血管收缩与扩张：偏头痛发作时，先出现颅内动脉收缩，此时患者可能会有先兆症状，如视觉模糊、肢体麻木等；随后颅外动脉扩张，导致头痛。这种血管的阶段性收缩和扩张与多种因素相关，除了神经递质的影响外，遗传因素也可能作用于血管相关的调节机制，使得血管更容易出现这种异常的舒缩变化。
血管内皮功能异常：血管内皮细胞可以分泌多种调节血管功能的物质，如一氧化氮等。当血管内皮功能异常时，这些物质的分泌和调节失衡，会影响血管的正常舒缩，增加偏头痛发生的风险。例如，长期吸烟等不良生活方式可能损伤血管内皮细胞，进而与偏头痛的发生相关。
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）、腌制食品（含亚硝酸盐）、含有咖啡因的饮品（如咖啡、茶）等。酪氨酸在体内可以转化为儿茶酚胺等物质，可能影响神经递质的平衡；亚硝酸盐会影响血管的舒缩功能；咖啡因的过量摄入或突然停用都可能诱发偏头痛。
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。长期熬夜、作息不规律会打乱人体的生物钟，影响神经内分泌系统的正常功能，进而增加偏头痛的发作频率。对于不同年龄段的人群，睡眠需求不同，儿童和青少年需要充足的睡眠来保障身体和神经系统的发育，成年人睡眠不足也易引发偏头痛，而老年人睡眠模式改变时也需注意维持良好的睡眠状态以降低偏头痛风险。
精神因素：长期的精神压力、焦虑、抑郁等情绪问题与偏头痛密切相关。精神紧张时，人体会释放应激激素，如肾上腺素等，这些激素会影响血管和神经递质系统，导致偏头痛发作。女性在面临工作、家庭等多方面压力时，由于激素水平等因素的影响，相比男性更容易因精神因素诱发偏头痛。
环境刺激：强光、噪音、气味等环境刺激也可能诱发偏头痛。例如，强光会刺激视网膜，通过神经传导影响颅内血管和神经递质；噪音会引起神经紧张，干扰神经系统的正常功能，从而诱发头痛发作。不同个体对环境刺激的敏感程度不同，一些有偏头痛易感性的人在接触这些环境刺激时更易出现偏头痛。
其他因素
内分泌因素：女性偏头痛患者在月经周期、妊娠期、更年期等不同阶段，偏头痛的发作情况有所不同。月经前期雌激素水平的波动可能是导致女性偏头痛发作的重要原因之一；妊娠期体内激素水平大幅变化，部分孕妇偏头痛发作会有所改变；更年期雌激素水平下降也可能影响偏头痛的发生。
药物因素：某些药物可能诱发偏头痛，如血管扩张剂、硝酸酯类药物等。这些药物可能通过影响血管舒缩功能或神经递质系统来引发偏头痛。在用药过程中，需要密切关注药物对偏头痛的影响，特别是有偏头痛病史的患者在使用可能诱发偏头痛的药物时需谨慎。
