主要是因为颅内外痛敏结构中的痛觉感受器，受到剧烈刺激，痛觉由传导通路传导至大脑皮层所引发的。颅内痛敏结构，包括静脉窦，颅底硬脑膜，迷走神经，脑膜前动脉及中动脉，舌咽神经，三叉神经，颈内动脉近端部分以及邻近的willis环分支，丘脑感觉中继核和脑干中脑导水管周围灰质。一旦这些透明结构受到外界刺激，就会引起头痛。