头痛并呕吐可能由多种原因引起。比如偏头痛发作时，约有三分之一的患者会伴随呕吐症状，头痛一般持续4~72小时。
一、神经系统疾病相关
颅内感染： 像脑膜炎，细菌、病毒等病原体感染脑膜后，炎症刺激会导致头痛并呕吐，同时可能伴有发热、颈项强直等表现。病毒性脑炎也会出现头痛、呕吐，还可能有精神症状，如烦躁、嗜睡等。脑血管意外： 脑出血患者在发病时往往突然出现剧烈头痛，多为持续性，还常伴有呕吐，可能伴随肢体瘫痪、言语不清等症状；蛛网膜下腔出血也会有突发的剧烈头痛，恶心呕吐较为常见，部分患者会有意识障碍。
二、五官科疾病相关
青光眼： 急性青光眼发作时，眼内压急剧升高，会引起头痛，这种头痛常位于眼眶周围或额部，同时伴有呕吐，还会出现视力急剧下降、眼球充血等表现，眼压通常会高于21mmHg。鼻窦炎： 尤其是急性鼻窦炎，鼻窦炎症刺激周围神经可导致头痛，一般是鼻窦区域的闷痛、胀痛，伴有流涕，同时也可能出现呕吐症状，晨起时头痛可能加重。
三、全身性疾病相关
高血压： 当血压突然升高时，会导致脑血管痉挛，引起头痛，多为全头部的胀痛，同时可能伴有呕吐，血压通常会高于140/90mmHg，还可能有头晕、心悸等表现。中暑： 在高温环境下长时间活动后，人体体温调节功能紊乱，会出现头痛，伴有呕吐，还会有体温升高、多汗、口渴等表现，体温可能超过38℃。