激素水平变化
女性在月经期间，体内的雌激素和孕激素水平会发生波动。例如，有研究发现，月经前期雌激素水平的变化可能影响脑血管的张力，从而引发头疼。雌激素具有收缩血管的作用，当雌激素水平下降时，血管扩张可能导致头疼。这种激素水平的变化在青春期女性、育龄期女性中较为常见，因为她们的月经周期相对规律，激素波动相对明显。
前列腺素作用
月经期间，子宫内膜会合成并释放较多的前列腺素。前列腺素除了会引起子宫收缩外，还可能作用于脑血管，导致脑血管收缩或舒张功能紊乱，进而引发头疼。而且，过量的前列腺素还可能引起胃肠道不适等伴随症状，在一些女性身上，这种前列腺素的异常作用就表现为头疼。比如一些有痛经的女性，往往更容易出现月经期间头疼的情况，这与她们体内前列腺素合成增多密切相关。
神经递质改变
月经期间，5-羟色胺等神经递质也会发生变化。5-羟色胺是一种与情绪、疼痛感知等相关的神经递质。当5-羟色胺水平降低时，可能影响疼痛的调节机制，使得女性对疼痛的敏感性增加，从而更容易感受到头疼。对于有偏头痛家族史的女性来说，月经期间神经递质的这种改变可能会诱发或加重头疼症状，因为她们的神经系统对神经递质的波动更为敏感。
个体差异与生活方式影响
不同个体对月经期间身体变化的适应能力不同。比如，长期作息不规律、压力过大的女性，在月经期间更容易出现头疼。因为不良的生活方式会影响身体的整体调节功能，使得身体在月经期间的激素、神经递质等变化对身体的影响被放大。另外，一些体质较弱、贫血的女性，在月经期间由于身体的代偿能力相对较差，也更容易受到月经相关因素的影响而出现头疼。例如，贫血女性本身血红蛋白含量低，携氧能力差，在月经期间身体对氧的需求增加，而由于激素等因素导致的脑血管功能紊乱可能进一步加重脑部的缺氧状况，从而引发头疼。对于青春期女性，由于身体还在发育阶段，内分泌系统尚未完全稳定，月经期间激素等变化更为明显，头疼的发生率相对较高；而对于围绝经期女性，月经周期开始紊乱，激素波动更为复杂，也可能出现月经期间头疼的情况，但表现可能与育龄期女性有所不同。