左偏头痛的发生与遗传、神经生物学、内分泌和代谢、环境及其他等多因素相关，遗传约60%患者有家族史且特定基因相关；神经生物学涉及三叉神经血管系统激活及5-羟色胺失衡；内分泌和代谢有女性激素变化及代谢异常；环境因素包括饮食、心理、环境刺激；其他因素有睡眠不足及头部外伤等均可诱发左偏头痛。
神经生物学因素
三叉神经血管系统激活：颅内血管周围的三叉神经末梢释放降钙素基因相关肽（CGRP）、P物质等神经肽，这些神经肽会导致血管扩张、血浆蛋白渗出，引发无菌性炎症反应，进而刺激痛觉感受器，导致左偏头痛发作。
5-羟色胺失衡：5-羟色胺是一种重要的神经递质，在左偏头痛发作时，大脑中的5-羟色胺水平会发生变化。通常认为5-羟色胺能神经元的功能失调可能导致血管收缩和舒张功能紊乱，从而诱发左偏头痛。例如，5-羟色胺受体的异常可能影响血管的张力调节，使得头部血管容易出现过度扩张或收缩异常，引发疼痛。
内分泌和代谢因素
女性激素变化：女性在月经周期、妊娠和绝经前期等阶段，左偏头痛的发作频率和严重程度可能会发生变化。月经前期雌激素水平的波动，可能通过影响神经递质的代谢和血管的反应性，增加左偏头痛的发作风险；妊娠期间体内激素水平的显著变化，部分女性左偏头痛发作会减轻，但也有部分女性发作频率增加；绝经前期雌激素水平下降，也可能与左偏头痛发作的改变有关。
代谢异常：一些研究发现，左偏头痛患者可能存在糖代谢、脂质代谢等方面的异常。例如，胰岛素抵抗可能与左偏头痛的发生相关，胰岛素抵抗会影响大脑的能量代谢和神经递质的调节，进而诱发左偏头痛。此外，高同型半胱氨酸血症也被认为与左偏头痛有一定关联，高浓度的同型半胱氨酸可能通过氧化应激等机制损伤血管内皮细胞，影响血管功能，导致左偏头痛发作。
环境因素
饮食因素：某些食物可能诱发左偏头痛，例如富含酪氨酸的食物（奶酪、巧克力等）、富含亚硝酸盐的食物（腌制食品等）、含有咖啡因的食物（咖啡、茶等）以及酒精等。这些食物可能通过影响血管舒缩功能、神经递质水平等诱发左偏头痛。例如，酪氨酸可以促进去甲肾上腺素的释放，进而影响血管的张力；酒精可能导致血管扩张，并且影响大脑的神经递质代谢。
心理因素：长期的精神紧张、焦虑、抑郁等情绪状态可能增加左偏头痛的发作风险。当人体处于应激状态时，会激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，导致体内激素水平变化和神经递质失衡，从而诱发左偏头痛。例如，长期焦虑的人群，大脑中的5-羟色胺、去甲肾上腺素等神经递质的平衡被打破，容易出现血管舒缩功能紊乱，引发左偏头痛。
环境刺激：强光、噪音、气味等环境刺激也可能诱发左偏头痛。强光可能通过刺激视网膜，经神经传导影响大脑的血管和神经功能；噪音会引起人体的应激反应，导致肌肉紧张和神经兴奋，进而诱发左偏头痛；某些特殊气味可能通过嗅觉神经传导，影响大脑的神经递质和血管舒缩功能，从而引发左偏头痛。
其他因素
睡眠因素：睡眠不足或睡眠质量差可能是左偏头痛的诱发因素。长期睡眠不足会影响大脑的神经调节功能和血管的正常舒缩节律，导致神经递质失衡和血管功能紊乱，增加左偏头痛的发作几率。例如，睡眠剥夺的人群中左偏头痛的发生率明显高于睡眠充足的人群。
头部外伤：头部外伤后也可能出现左偏头痛发作，尤其是外伤导致颅内血管、神经等结构受损后，可能引起神经生物学机制的改变，从而诱发左偏头痛。不过这种情况相对较少见，但也是需要考虑的一个因素。
