偏头痛的病因被认为是环境因素和遗传因素的综合作用所致。大约三分之二的病例都有遗传因素的原因。
荷尔蒙水平的波动也可能是一个因素：在青春期之前，受到偏头痛影响的男童比女童要稍多，但在此之后，受到偏头痛影响的女性则比男性要多出两至三倍。
通常在怀孕期间，偏头痛的影响会减弱。偏头痛的准确致病原理目前尚不得而知。但人们普遍认为这是因为神经血管紊乱所导致的。
目前主要的病理将其解释为大脑皮层的兴奋度增强，以及脑干中三叉神经核里的神经元的痛感控制异常。
偏头痛的病因目前尚不得而知，但据称它们可能是由环境因素和遗传因素综合导致的。三分之二的病例都有家族遗传的因素，很少是因为一种基因缺陷而导致的。
偏头痛
（1）遗传学
针对双胞胎的研究中，有34%-51%的遗传因素表明他们可能会患偏头痛。比起无先兆偏头痛，这种遗传关系在有先兆偏头痛中表现得更为明显。
单基因病导致的偏头痛尚属罕见。其中之一就是家族性偏瘫型偏头痛，这是一种有先兆偏头痛，属于常染色体显性遗传现象。
这种生理失调的情况与离子转移中导致的蛋白质基因编码变异相关联。另一种导致偏头痛的基因失调是CADASIL综合征，或伴皮质下梗死及白质脑病常染色体显性遗传性脑动脉病。
（2）触发
偏头痛还可能是触发引起的，有些人指出很少出现这种现象，而其他病患则经常出现这种现象。
许多事情都可以被看作是触发原因，但这种触发因素和偏头痛之间的联系强弱和重要性仍具有不确定性。触发因素可能在发病症状开始24小时前发生。
偏头痛
（2）生理因素
常见的触发因素包括压力、饥饿、疲乏（这也可能导致紧张性头痛）。偏头痛在月经来潮时更易出现。其它荷尔蒙的影响包括月经初潮、口服避孕药的使用、怀孕、绝经前期和更年期。
这些荷尔蒙的影响似乎在无先兆偏头痛中表现得更加明显。偏头痛通常在孕中期和孕晚期或在更年期之后不太可能出现。
（3）饮食因素
对饮食触发的综述指出这方面的证据通常是基于主观评价，还不足以认定或否认任何特别的触发因素。
对于某些特别的化学物质，尚无证据证明酪胺对偏头痛的影响，但味精（MSG）却常被认为是偏头痛的一个饮食触发，然而，这方面的证据也并不一致。
偏头痛
（4）环境因素
室内外环境中可能触发偏头痛的因素已被证明为缺乏足够的证据，但医生仍旧建议偏头痛患者可以在室内空气质量和采光方面采取一定的预防性措施。曾经有人认为，聪明的人更易患偏头痛，但这种说法目前并无根据。
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