偏头痛的成因较为复杂，目前认为遗传因素是重要原因之一，约60%的偏头痛患者有家族史。另外，神经细胞兴奋性紊乱也会引发偏头痛，比如三叉神经血管系统的功能异常可能导致头部血管收缩和舒张失调，从而诱发偏头痛。还有一些环境因素也与之相关，像强光、某些特定食物（如奶酪、巧克力等）、睡眠不足或过多等都可能触发偏头痛发作。
遗传因素方面
家族遗传倾向： 研究显示，如果父母患有偏头痛，子女患偏头痛的概率比常人高出2 - 3倍。也就是说，有偏头痛家族史的人群，其发病风险明显升高。比如一个家庭中父母都有偏头痛病史，那么他们的子女在成长过程中，发生偏头痛的可能性相对更大。
神经细胞兴奋性紊乱方面
三叉神经血管系统异常： 当三叉神经血管系统出现功能紊乱时，会释放一些神经递质，如降钙素基因相关肽等，这些物质会导致头部血管扩张，进而引发头痛。而且这种神经递质的异常释放可能会持续存在，使得偏头痛容易反复发作。神经细胞电活动改变： 大脑神经细胞的电活动发生异常变化，会影响神经信号的正常传递，从而干扰头部的感觉和血管调节机制，最终导致偏头痛的发生。例如，某些神经细胞的膜电位不稳定，容易产生异常的电冲动，就可能引发偏头痛症状。
环境因素方面
食物诱发： 像含有酪胺的奶酪、富含苯乙胺的巧克力，以及含有亚硝酸盐的腌制食品等，都可能诱发偏头痛。以奶酪为例，其中的酪胺可能会影响血管的张力，从而触发偏头痛发作。一般人食用后，如果自身属于易感性人群，就有可能在数小时内出现偏头痛症状。睡眠相关因素： 睡眠不足或者睡眠过多都可能成为偏头痛的诱因。睡眠不足时，大脑神经功能紊乱，容易引发偏头痛；而长时间睡眠过多，也会打乱人体的生物钟，影响神经和血管的调节，增加偏头痛发作的几率。比如每晚睡眠少于5小时或者多于9小时的人群，偏头痛的发生风险相对睡眠时长在7 - 8小时的人群要高。光线刺激： 强光照射，尤其是持续的强光刺激，会刺激眼部和头部的神经，导致头部血管收缩和舒张功能失调，进而引发偏头痛。例如在烈日下长时间暴露，或者处于强烈的灯光环境中过久，都可能诱发偏头痛。