偏頭痛的發病機制尚不完全清楚，有血管學說、神經學說、三叉神經血管學說、視網膜-丘腦-皮質機制學說，血管學說認為偏頭痛是由於血管收縮功能障礙而引起，當血管收縮時引起偏頭痛的先兆，隨後顱內外血管的擴張導致搏動性頭痛的發生。神經學說認為偏頭痛是原發性神經功能紊亂性疾病，5-羥色胺能神經元的減少或缺失是偏頭痛的原因，因為應用中樞性5-羥色胺受體激動劑可以起到治療偏頭痛的作用。
三叉神經血管學說認為顱內的痛覺敏感組織的周圍神經纖維，隨三叉神經進入三叉神經節，然後發出神經纖維至三叉神經血管複合體，經腦幹交叉後投射到丘腦，當三叉神經節及纖維受刺激時可以引起P物質、降鈣素、基因相關肽等物質增加，導致鄰近的腦血管擴張，而導致偏頭痛的發生。噁心、想吐先要排除腦血管疾病，包括腦出血和蛛網膜下腔出血，應到正規醫院做一個顱腦CT明確診斷，如果是腦出血引起的應及時住院，進行綜合治療。