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，神经血管调节功能异常也可能引发偏头痛，比如颅内血管收缩与舒张功能紊乱时，就容易出现偏头痛症状。还有一些环境因素也会诱发偏头痛，像强光刺激、特定气味（如某些香水味）等都可能成为诱因。
遗传因素方面
家族遗传倾向：研究发现，如果父母一方患有偏头痛，子女患偏头痛的风险比普通人高出50%左右；而父母双方都有偏头痛，子女患病风险能达到70% - 80%。这是因为遗传物质中携带了与偏头痛相关的基因变异，使得个体更容易受到偏头痛的影响。
神经血管调节异常方面
血管收缩舒张失衡：正常情况下，颅内血管会根据身体需求规律地收缩和舒张，以保证大脑血液供应稳定。但在偏头痛患者中，颅内血管可能出现异常收缩，之后又过度扩张。血管收缩时会影响神经传导，而扩张时会压迫周围神经，从而引发头痛。比如在偏头痛发作的前驱期，可能就已经出现了血管收缩的异常改变。神经递质紊乱： 体内的神经递质如5 - 羟色胺等对血管和神经调节起着重要作用。当5 - 羟色胺等神经递质水平出现波动时，容易导致偏头痛发生。例如，5 - 羟色胺水平降低时，会使颅内血管收缩功能失调，进而诱发偏头痛。
环境因素方面
强光刺激影响：强烈的光线，比如长时间暴露在阳光下或者室内过强的灯光下，可能会刺激视网膜神经，通过神经传导影响到头部血管和神经，引发偏头痛。有研究表明，约1/3的偏头痛患者在强光环境下容易发作。特定气味的刺激：像一些化学合成的香水味、油漆味等特殊气味，被人体吸入后，可能会通过嗅觉神经传导到大脑，影响神经递质的平衡，从而诱发偏头痛。有偏头痛病史的人需要尽量避免接触这类刺激性气味。