偏头痛的发生与遗传、神经递质、血管、环境及其他等多因素相关，遗传约60%患者有家族史，神经递质中5-羟色胺、去甲肾上腺素失衡可致发病，血管存在收缩舒张及血流动力学障碍，环境因素里饮食、精神、环境刺激可诱发，激素、睡眠等其他因素也有影响，且不同年龄、性别人群相关因素表现有差异。
神经递质因素
5-羟色胺（5-HT）：5-HT在偏头痛的发病中起着重要作用。当5-HT代谢异常时，可能导致颅内血管收缩和舒张功能紊乱。例如，5-HT受体功能异常可引起颅内外血管的舒缩失调，进而引发偏头痛发作。女性在月经周期等激素变化时期，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一个可能因素，因为月经周期中雌激素水平的变化会影响5-HT的代谢和受体功能。
去甲肾上腺素：去甲肾上腺素是一种与神经系统兴奋和血管调节相关的神经递质。它的失衡也可能参与偏头痛的发生。当去甲肾上腺素能神经元功能异常时，会影响血管的张力和神经传导，从而诱发偏头痛。长期处于精神紧张、压力大等状态下的人群，体内去甲肾上腺素水平往往升高，这可能增加偏头痛的发作频率。
血管因素
颅内血管收缩与舒张功能障碍：偏头痛发作时，往往先出现颅内动脉收缩，导致脑血流量减少，患者可能出现视觉先兆，如闪光、暗点等；随后颅外动脉扩张，特别是颞动脉等扩张，引起头痛。这种血管的阶段性收缩和扩张是偏头痛发作的重要病理生理基础。例如，某些血管活性物质的异常释放，如前列腺素等，会影响血管的舒缩功能，导致血管功能紊乱，进而引发偏头痛。
血流动力学改变：偏头痛患者在发作期可能存在脑血流动力学的改变。研究发现，偏头痛患者发作时局部脑血流量会发生变化，可能出现血流速度异常等情况。例如，在偏头痛先兆期，受累脑区的血流速度可能减慢，而在头痛期，扩张的血管区域血流速度可能增快。这种血流动力学的改变与偏头痛的症状表现密切相关，并且可能受到个体的年龄、性别等因素影响，比如女性在妊娠期或更年期等特殊时期，血流动力学的变化可能会使偏头痛的发作特点有所不同。
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的前体物质，过量摄入可能影响5-HT代谢；含有亚硝酸盐的食物，如腌制食品等，亚硝酸盐可能导致血管扩张；还有富含苯乙胺的食物，如红酒等，苯乙胺也可能参与偏头痛的诱发。此外，过饥或过饱、饮酒等也可能成为偏头痛的诱发因素。对于不同年龄和性别的人群，饮食诱发偏头痛的情况可能有所差异，比如儿童可能对某些食物添加剂更为敏感，而女性在月经前可能对高盐饮食更为敏感，容易诱发偏头痛。
精神因素：长期的精神压力、焦虑、抑郁等情绪状态是偏头痛的重要诱发因素。当人体处于精神紧张状态时，会导致神经内分泌系统失调，释放更多的应激激素，如肾上腺素等，这些激素会影响血管和神经功能，从而诱发偏头痛。不同年龄阶段的人群面对精神压力的反应不同，例如青少年可能因为学业压力等出现精神紧张而诱发偏头痛，而中年人可能因为工作压力、家庭责任等因素更容易陷入精神紧张状态引发偏头痛；女性在面对生活中的情感压力等情况时，由于性激素等因素的影响，可能比男性更容易因精神因素诱发偏头痛。
环境刺激因素：强光、噪音、气味等环境刺激也可能诱发偏头痛。强光可引起视网膜血管收缩，进而影响颅内血管调节；噪音会通过神经传导引起头部肌肉紧张和血管收缩；特殊的气味可能通过嗅觉神经传导影响神经系统功能，从而诱发偏头痛。不同个体对环境刺激的敏感程度不同，年龄较小的儿童可能对强光、噪音等更为敏感，而老年人可能对某些特殊气味更为敏感，女性在月经周期等特殊时期对环境刺激的耐受性可能降低，更容易因环境因素诱发偏头痛。
其他因素
激素因素：女性偏头痛的发病与激素变化密切相关。在月经周期中，雌激素水平的波动可影响偏头痛的发作。月经前期雌激素水平下降，可能导致5-HT等神经递质代谢异常，从而诱发偏头痛；妊娠期体内激素水平大幅变化，部分女性偏头痛症状可能会改变，有的发作频率增加，有的则有所缓解；更年期女性由于雌激素水平急剧下降，也容易出现偏头痛发作频率增加或症状加重的情况。
睡眠因素：睡眠不足或睡眠质量差也是偏头痛的常见诱因。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、血管调节紊乱等，从而增加偏头痛的发病风险。不同年龄层对睡眠不足的耐受和反应不同，儿童需要充足的睡眠来保证身体和神经系统的正常发育，睡眠不足更容易诱发偏头痛；成年人长期熬夜等睡眠不足情况也会明显增加偏头痛发作的可能性；老年人睡眠模式改变，若睡眠质量差也容易引发偏头痛。
