头痛欲裂可能由多种原因引起，比如偏头痛急性发作时，中重度头痛者约有1/3会感觉头痛程度达到“欲裂”级别。
可能的病因分类一：原发性头痛
偏头痛： 是常见的原发性头痛类型，多有家族史，发作时单侧头部搏动性疼痛，可能伴随恶心、呕吐、畏光、畏声等症状，部分人会出现头痛欲裂的情况，女性发病率高于男性，常在青春期前后发病。丛集性头痛： 属于较严重的原发性头痛，表现为一侧眼眶周围剧烈疼痛，呈钻痛、刺痛或烧灼样痛，可伴有眼结膜充血、流泪、鼻塞等症状，发作起来也可能让人感觉头痛欲裂，一般在男性中更为多见，常在20 - 50岁发病。
可能的病因分类二：继发性头痛
颅内感染： 如脑膜炎，细菌、病毒等病原体感染脑膜后，会引起剧烈头痛，还常伴有发热、颈项强直等症状，严重时会出现头痛欲裂的感觉。例如化脓性脑膜炎，起病急，头痛剧烈且持续加重。脑出血： 高血压患者血压突然升高时，可能导致脑血管破裂出血，颅内压急剧升高，引发严重头痛，多为突然发生的剧烈头痛，常伴有呕吐、意识障碍等症状，脑出血发病急，致死率和致残率较高。
可能的病因分类三：其他因素引起
头颈部外伤： 头部受到撞击等外伤后，可能出现头痛欲裂的情况，同时可能伴有头部肿胀、淤血等外伤表现，若外伤较重，还可能合并颅内损伤等严重问题。高血压急症： 血压急剧升高时，可引起头痛，当血压极度升高达到高血压急症水平时，头痛会非常剧烈，感觉像头痛欲裂，同时可能伴有心慌、胸闷、视物模糊等症状，高血压患者若血压控制不佳，容易出现这种情况。