偏头痛的发生与遗传、神经递质紊乱、血管因素、饮食、内分泌、环境、精神等多种因素相关。遗传使约60%患者有家族史；神经递质中5-羟色胺、去甲肾上腺素紊乱影响血管和神经功能；血管存在收缩舒张异常及血管活性物质影响；饮食中富含酪胺、亚硝酸盐、咖啡因的食物及饮酒可诱发；内分泌方面女性激素变化及甲状腺功能异常等有影响；环境中强光、噪音、气候变化可诱发；精神上压力过大、情绪波动易增加发作几率。
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着关键作用。当5-羟色胺水平波动时，可能会引起颅内血管的收缩和舒张功能异常。例如，5-羟色胺浓度降低时，颅内血管可能过度扩张，刺激周围的神经末梢，引发头痛。
去甲肾上腺素：去甲肾上腺素也参与了偏头痛的发生机制。它与血管的收缩和疼痛传导等过程有关。如果去甲肾上腺素的调节失衡，可能会影响血管的状态和疼痛信号的传递，导致偏头痛发作。
血管因素
颅内血管收缩与舒张异常：偏头痛发作时，往往先出现颅内血管的收缩，随后出现血管的扩张。血管的这种异常舒缩变化可能是由于神经递质、血管活性物质等多种因素的综合作用。例如，在偏头痛前驱期，可能先有颅内动脉的收缩，导致局部脑组织缺血，随后动脉扩张，血浆蛋白渗出，引起头痛、恶心、呕吐等一系列症状。
血管活性物质的影响：一些血管活性物质如前列腺素、缓激肽等也与偏头痛的血管因素相关。前列腺素可以使血管扩张，缓激肽能增加血管的通透性，它们的异常变化都可能参与偏头痛发作时的血管改变。
饮食因素
某些食物：
富含酪胺的食物：奶酪、巧克力等富含酪胺的食物，可能会诱发偏头痛。酪胺可以促进去甲肾上腺素的释放，导致血管收缩，进而引发头痛。
含亚硝酸盐的食物：一些腌制食品、烟熏食品中含有较多的亚硝酸盐，亚硝酸盐可能会影响血管的张力，诱发偏头痛。
含有咖啡因的食物或饮料：过量摄入咖啡、茶等含有咖啡因的物质，可能会导致血管收缩，当突然停止摄入或摄入过量时，容易引发偏头痛。
饮酒：酒精可以扩张血管，还可能影响神经递质的代谢，从而诱发偏头痛。尤其是红酒等含有较多酪氨酸等成分的酒类，更容易诱发偏头痛发作。
内分泌因素
女性激素变化：女性在月经周期、妊娠期和绝经期等不同阶段，偏头痛的发作情况可能有所不同。月经前期和月经期，女性体内的雌激素水平波动较大，可能会诱发偏头痛。妊娠期，部分女性的偏头痛发作会有所缓解，但也有部分女性在妊娠期发作频率增加。绝经期后，女性偏头痛的发作情况也可能发生变化。
其他内分泌相关因素：甲状腺功能异常等内分泌疾病也可能与偏头痛的发生有关。甲状腺激素水平的变化可能会影响神经系统的功能和血管的状态，从而增加偏头痛的发病风险。
环境因素
强光刺激：强烈的光线刺激，如长时间暴露在阳光下、强光照射等，可能会引起头部血管的收缩和神经的兴奋，从而诱发偏头痛。
噪音干扰：长期处于噪音环境中，噪音可以通过刺激神经系统，导致神经紧张，进而诱发偏头痛。
气候变化：气温的骤变、气压的变化等气候变化因素也可能诱发偏头痛。例如，在天气转冷、气压降低时，部分偏头痛患者容易发作。
精神因素
压力过大：长期的精神压力、焦虑、抑郁等情绪问题，会使人体处于应激状态，导致神经内分泌系统失调，从而增加偏头痛的发作几率。例如，工作压力大、生活节奏紧张的人群，偏头痛的发病风险相对较高。
情绪波动：突然的情绪激动、紧张、愤怒等情绪变化，也可能诱发偏头痛。情绪的变化会影响神经递质的分泌和血管的功能，进而引发头痛。
