偏头痛的发病与遗传、神经递质、血管、内分泌和代谢、环境及其他等多因素相关。约60%患者有家族史，特定基因变异可增加风险；5-羟色胺等神经递质失衡与发病有关；颅内血管舒缩异常是重要机制；女性激素、代谢紊乱有影响；饮食、环境刺激等可诱发；睡眠不足、心理因素也与之相关。
神经递质因素
5-羟色胺（5-HT）：5-HT在偏头痛的发病中起着关键作用。当5-HT失衡时，可能会导致颅内血管收缩和舒张功能紊乱。例如，5-HT受体的功能异常或其浓度的波动，可引起脑血管的过度收缩或扩张，从而引发偏头痛。女性在月经周期等激素水平变化时，5-HT水平容易出现波动，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与应激和血管调节相关的神经递质。当人体处于紧张、压力等状态时，去甲肾上腺素分泌增加，可能会影响脑血管的张力，在一定情况下诱发偏头痛。长期处于高压力状态的人群，由于去甲肾上腺素等神经递质的长期异常调节，偏头痛发作的频率可能会增加。
血管因素
颅内血管的舒缩功能异常是偏头痛发病的重要机制之一。在偏头痛发作前，颅内动脉可能会收缩，导致脑血流量减少，患者可能出现视觉先兆等症状；随后颅内动脉扩张，血浆蛋白渗出，血管周围组织发生炎症反应，从而引起头痛。例如，皮质扩散性抑制（CSD）被认为是偏头痛发作的一个重要神经影像学机制，CSD是一种神经电活动的传播现象，它可以引发一系列的神经血管反应，导致血管舒缩功能紊乱和头痛的发生。
内分泌和代谢因素
女性激素：女性偏头痛患者在月经前期、月经期和排卵期等不同阶段，偏头痛发作频率和严重程度可能会有所变化，这与女性激素（如雌激素、孕激素）的波动密切相关。例如，雌激素水平的下降可能会诱发偏头痛，在月经前期雌激素水平降低，部分女性会出现偏头痛发作增多的情况。
代谢因素：某些代谢紊乱也可能与偏头痛有关。例如，血糖水平的波动、血脂异常等。低血糖时可能会影响神经系统的能量供应，导致偏头痛发作；而高脂血症可能会影响血管的内皮功能，进而影响脑血管的状态，增加偏头痛发作的风险。肥胖人群相对更容易发生偏头痛，可能与代谢紊乱以及体重增加对心血管系统和神经系统的影响有关。
环境因素
饮食因素：一些食物可能会诱发偏头痛，例如富含酪氨酸的食物（奶酪、巧克力等）、含亚硝酸盐的食物（腌制食品等）、含苯乙胺的食物（巧克力等）、含咖啡因的食物（咖啡、茶等）以及酒精等。过量摄入这些食物可能会通过影响神经递质、血管舒缩功能等机制诱发偏头痛。
环境刺激：强光、噪音、强烈的气味等环境刺激也可能成为偏头痛的诱发因素。例如，长时间暴露在强光下，可能会引起脑血管的收缩，从而诱发偏头痛；嘈杂的噪音环境会导致人体处于应激状态，也可能促使偏头痛发作。
其他因素
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之一。长期睡眠不足会影响神经系统的正常调节功能，导致神经递质失衡、血管舒缩功能紊乱等，从而增加偏头痛发作的可能性。例如，青少年如果经常熬夜，睡眠不规律，更容易出现偏头痛发作。
心理因素：长期的精神紧张、焦虑、抑郁等情绪问题与偏头痛的发生和发作密切相关。心理压力会通过神经内分泌途径影响身体的各个系统，包括神经系统和血管系统，导致偏头痛的发作。例如，工作压力大、生活节奏紧张的人群，偏头痛的发病率相对较高。
