头痛发生的原因十分复杂，有颅内的、颅外的；有头颅部分的，也有全身性的；也有许多至今仍找不到病因的头痛。

(1)血管扩大：颅外动脉扩大最常见于偏头痛及额动脉炎。颅表里急缓慢炎症时，病原体及其毒素可致使血管扩大性头痛；代谢性疾病、中毒性疾病、脑外伤、癫痫发生后、高血压脑病、很多服用脑血管扩大药等均可致使血管扩大性头痛。

(2)血管被牵引、压榨或扩展移位：颅内占位性疾病；急性脑膜炎和脑炎、中毒性脑病、脑水肿、脑积水、静脉窦血栓构成、脑肿瘤或囊虫的压榨阻塞形成脑脊液循环妨碍等所造成的的颅内压增高；还有见于腰穿、腰麻后脑脊液流出较多，颅内压降低，致使颅内静脉窦及静脉扩大致使的头痛。

(3)脑膜受影响致使头痛：颅内急、缓慢炎症性渗出物(如腹膜炎等)，或出血性疾病(如蛛网膜下腔出血等)的血液影响脑膜，或脑水肿使脑膜及血管受牵拉而发生头痛。

(4)神经影响：脑神经(如三叉神经等)、颈神经炎症及压榨、移位等均可致使相应的神经痛。

(5)头颈部肌肉痉挛性缩短致使头痛：头颈部肌肉严重、炎症、部分肿块、缓慢脓肿等颈部疾病，反射性地致使颈肌痉挛、耐久缩短，致使头痛。如颈椎病变致使的头痛，又称肌肉缩短性头痛。