發病原因引起頭痛的病因眾多，大致可分為原發性和繼發性兩類。前者不能歸因于某一確切病因，也可稱為特發性頭痛，常見的如偏頭痛、緊張型頭痛;后者病因可涉及各種顱內病變如腦血管疾病、顱內感染、顱腦外傷，全身性疾病如發熱、內環境紊亂以及濫用精神活性藥物等。具體如下：
感染
顱腦感染或身體其他系統急性感染引發的發熱性疾病。常引發頭痛的顱腦感染如腦膜炎、腦膜腦炎、腦炎、腦膿腫、顱內寄生蟲感染(如囊蟲、包蟲)等。急性感染如流行性感冒、 肺炎等疾病。
血管病變
蛛網膜下隙出血、腦出血、腦血栓形成、腦栓塞、高血壓腦病、腦供血不足、腦血管畸形等。
占位性病變
顱腦腫瘤、顱內轉移癌、炎性脫髓鞘假瘤等引起顱內壓增高引發的頭痛。
頭面、頸部神經病變
頭面部支配神經痛：如三叉神經、舌咽神經及枕神經痛。頭面五官科疾患如眼、耳、鼻和牙疾病所致的頭痛。頸椎病及其他頸部疾病引發頭頸不疼痛。
全身系統性疾病
高血壓病、貧血、肺性腦病、中暑等引起頭痛。
顱腦外傷
如腦震蕩、腦挫傷、硬膜下血腫、顱內血腫、腦外傷后遺癥。
毒物及藥物中毒
如酒精、一氧化碳、 有機磷、藥物(如顛茄、水楊酸類)等中毒。
內環境紊亂及精神因素
月經期及絕經期頭痛。神經癥軀體化障礙及癔癥性頭痛。
其他
如偏頭痛、叢集性頭痛(組胺性頭痛)、頭痛型癲癇。