偏头痛的发病与遗传、神经递质紊乱、血管因素、环境因素、内分泌因素及其他因素有关。遗传约60%患者有家族史；神经递质中5-羟色胺和去甲肾上腺素失衡可致发病；血管有颅内血管收缩扩张及内皮功能异常问题；饮食、环境刺激等属环境因素；女性激素变化及内分泌疾病等为内分泌因素；睡眠不足、心理因素等也可诱发偏头痛。
神经递质紊乱
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失衡时，可能导致颅内血管收缩与舒张功能紊乱。例如，5-HT受体的异常调节可能引起颅内外血管的收缩异常，进而引发偏头痛发作。在偏头痛发作前，血小板中的5-HT会被释放，导致颅内血管收缩，而发作时颅内血管又会扩张，这种血管功能的异常波动与偏头痛的症状密切相关。
去甲肾上腺素：去甲肾上腺素是一种与应激和情绪相关的神经递质。当人体处于紧张、焦虑等状态时，去甲肾上腺素的水平会发生变化，可能影响脑血管的张力，进而诱发偏头痛。长期的精神压力等因素可导致去甲肾上腺素系统功能失调，增加偏头痛的发病风险。
血管因素
颅内血管收缩与扩张：偏头痛发作时，通常先出现颅内动脉收缩，随后颅外动脉扩张。这种血管的阶段性收缩和扩张过程会引起头痛等一系列症状。例如，颅内动脉收缩可导致局部脑组织缺血，而颅外动脉扩张则会引起血管性头痛。血管收缩物质如前列腺素等的异常释放可能参与了颅内动脉收缩的过程，而血管扩张物质如缓激肽等的增多则与颅外动脉扩张有关。
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（NO）等。当血管内皮功能异常时，NO等物质的分泌和调节失衡，会影响血管的舒缩功能，增加偏头痛的发生风险。例如，血管内皮细胞受损可能导致NO生成减少，进而影响脑血管的正常舒张，容易诱发偏头痛。
环境因素
饮食因素：某些食物可能诱发偏头痛，如含有酪胺的奶酪、含有亚硝酸盐的腌制食品、含有苯乙胺的巧克力等。此外，过量饮酒、摄入过多咖啡因等也可能引发偏头痛。例如，酪胺可以促进去甲肾上腺素释放，导致血管收缩，从而诱发偏头痛；酒精可扩张血管，刺激神经，引发头痛发作。
环境刺激：强光、噪音、强烈气味等环境刺激都可能成为偏头痛的诱发因素。强光可引起视网膜血管收缩，进而影响颅内血管；噪音和强烈气味可能通过刺激神经系统，导致神经递质失衡，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、绝经等不同阶段，体内雌激素和孕激素水平会发生变化，这与偏头痛的发作密切相关。例如，月经前期雌激素水平下降，可能导致偏头痛发作频率增加；妊娠期间体内激素水平的波动也可能影响偏头痛的发作情况，部分女性在妊娠期间偏头痛症状会有所缓解，但也有部分女性在妊娠期间发作频率增加；绝经后雌激素水平降低，偏头痛的发作可能会有一定变化。
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。甲状腺激素水平的改变可能影响神经系统的功能，进而增加偏头痛的发病风险。例如，甲状腺功能减退患者可能更容易出现偏头痛症状，而调整甲状腺激素水平后，部分患者的偏头痛症状可能会有所改善。
其他因素
睡眠因素：睡眠不足或睡眠质量差可能诱发偏头痛。长期睡眠不足会影响神经递质的平衡、血管的舒缩功能等，从而增加偏头痛的发病风险。例如，经常熬夜的人，其偏头痛的发作频率可能高于睡眠充足的人群。
心理因素：长期的精神紧张、焦虑、抑郁等心理状态与偏头痛的发生和发作密切相关。心理压力可通过神经-内分泌-免疫调节网络影响机体的生理功能，导致偏头痛的发生。例如，长期处于高压力工作环境中的人群，偏头痛的发病率相对较高。
