偏头痛发病机制有数种理论，一般情况下，最先考虑到偏头痛发作，首先表现为颅内血管的萎缩，接着头痛期引起颅外血管扩张，并发现波动性头痛，与此同时，颅内血管亦有扩张的情形。
这是因为由于人在睡眠的过程中，会产生一个叫“内源性”旋转运动的感觉，而这种现象叫做位置性眩晕。当偏头痛发作的时候，血小板释放的五羟色胺对颅内小血管有直接影响，使到缩小，则有血管扩张，血管收缩作用丧失，并引发偏头痛等问题。另外一部分学者认为偏头痛发生原因主要是脑部受到了某种因素的刺激，导致大脑局部缺血缺氧，从而引发脑组织供血不足，最终导致脑供血减少或中断，进而产生一系列临床症状。而且有些理论认为偏头痛发作仍是中枢神经系统紊乱所致，与之相对应，某些血管性变化均继发神经。此外还有一种说法是由遗传因素决定的，这种说法可能是因为偏头痛的病因还包括了脑外伤或者其他脑部疾病等原因。在偏头痛的一些病人发作头痛的早期可出现情绪不稳，睡眠障碍等症状、植物神经功能紊乱的状况等。这些表现都是由于大脑神经递质分泌异常所致。并且可能存在某些神经介质，象一些脂类等物质代谢紊乱等。另外还有一些神经肽如组胺、乙酰胆碱以及去甲肾上腺素等也参与了这一过程中。偏头痛症状中仍以血管性头痛较常见些，其早期可由神经引起、血管与神经介质3者综合作用所致。
神经性头痛，又称神经机能性头痛，是临床各类头痛中最常见的一种。其原因主要是由于长期的神经活动处于紧张与疲劳状态或强烈的精神刺激引起大脑功能活动紊乱的疾病。血管性头痛包括头部血管舒缩功能障碍引起的头痛即偏头痛类和脑血管疾病所致的头痛，包括急性缺血性脑血管病。
神经性头痛和血管性头痛两者没有区别是同一个疾病，可以叫神经血管性头痛。神经血管性头痛患者可由于许多因素诱发，例如精神紧张、过度运动、情绪激动、睡眠少、失眠多梦、劳累都会诱发神经血管性的头痛。
并没有明显的区别，可以叫做血管神经性头痛。二者密切相关，互为因果关系。由于血管扩张或者是血管收缩，就可以出现头痛，血管的改变就会导致出现自主神经改变，会出现神经性头痛。自主神经发生功能紊乱，例如交感神经兴奋，也会引起血管的收缩而导致出现头痛的。
血管性头痛与神经性头痛是一样的。都与过度劳累，精神紧张，情绪激动、睡眠不足等原因有关，两种头痛基本一样，血管性头痛一般伴有高血压，神经性头痛血压多正常，血管性头痛做脑ct可以检查出来是哪种症状，再做治疗。
