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，一般在头痛发作后的几个小时内出现。
一、神经系统疾病相关
颅内压增高： 当颅内长了肿瘤、出现脑出血或者发生脑积水等情况时，会导致颅内压力升高。颅内压力升高会刺激到呕吐中枢，从而引发呕吐，同时还会伴有较为剧烈的头痛，这种头痛可能是持续性的，而且会随着颅内压的变化而加重。比如脑肿瘤患者，除了头痛、呕吐外，还可能有视力下降等表现。偏头痛： 这是一种常见的原发性头痛，发作时往往单侧头部疼痛明显，疼痛程度中等或重度，常伴有恶心、呕吐，尤其是在头痛发作较剧烈的时候，呕吐可能会缓解头痛症状，但之后头痛可能还会持续。一般偏头痛的发作可能和遗传、神经递质等因素有关。
二、全身性疾病导致
高血压急症： 当血压在短时间内急剧升高，达到高血压急症水平时，会引起头痛，同时也可能刺激胃肠道，导致呕吐。比如血压突然升高到200/110mmHg以上时，就可能出现头痛、呕吐的情况，还可能伴有心慌、视物模糊等症状。发热性疾病： 像流感、肺炎等感染性疾病引起发热时，体温升高会影响神经系统功能，从而出现头痛，同时身体代谢加快，也可能引发呕吐。一般体温超过38.5℃时，头痛和呕吐可能会比较明显，随着体温下降，症状也会有所缓解。
三、五官科疾病关联
青光眼： 青光眼患者眼内压升高，会导致头痛，这种头痛通常是眼眶周围或者前额部的疼痛，同时还会伴有呕吐症状。而且青光眼引起的头痛在眼内压降低后可能会有所缓解，但如果不及时治疗，可能会导致视力下降甚至失明。比如急性闭角型青光眼发作时，就会出现剧烈头痛、呕吐，同时眼睛发红、视力急剧下降。鼻窦炎： 鼻窦发生炎症时，炎症刺激周围神经，会引起头痛，一般是鼻窦区域的疼痛，同时鼻腔分泌物刺激可能会导致反射性呕吐。比如上颌窦炎引起的头痛，常表现为面颊部和上列磨牙胀痛，同时伴有流涕、鼻塞，还可能呕吐。