头痛并呕吐通常是多种因素共同作用的结果。比如颅内压升高时，就可能引发头痛并伴随呕吐。正常颅内压成人约为70~200mmH₂O，当各种原因导致颅内压超过这个范围，就可能刺激到呕吐中枢，从而出现头痛伴呕吐的情况。
神经系统疾病相关
颅内感染：像脑膜炎、脑炎等颅内感染性疾病，病原体入侵后会引起脑组织炎症反应，导致颅内压升高，进而引发头痛和呕吐。比如细菌性脑膜炎，细菌在颅内繁殖，刺激脑膜和脑组织，就会出现剧烈头痛，同时伴有喷射性呕吐。脑血管病变：脑出血、蛛网膜下腔出血等脑血管病变也会造成头痛并呕吐。脑出血时，血液在脑内积聚，会压迫周围脑组织，引起颅内压改变，出现头痛，血液刺激脑膜还会导致呕吐。蛛网膜下腔出血时，血液刺激脑膜，也会引发头痛和呕吐症状。
五官科疾病相关
青光眼：青光眼患者眼内压升高，会通过神经传导影响到头部，引起头痛，同时眼内压升高还会刺激呕吐中枢，导致呕吐。一般青光眼患者眼内压正常范围是10~21mmHg，当眼内压超过这个范围，就容易出现头痛伴呕吐的情况。鼻窦炎：严重的鼻窦炎时，炎症可能蔓延至颅内，引起颅内压变化，从而出现头痛，同时鼻窦炎症刺激也可能导致呕吐。比如上颌窦炎，炎症累及周围组织，可能引发头部疼痛，并且伴有呕吐现象。
全身性疾病相关
发热性疾病：当人体感染病菌等导致发热时，体温升高会使脑部血管扩张，引起头痛，同时发热可能影响胃肠功能，导致呕吐。例如流感患者，体温可达38℃~40℃甚至更高，常出现头痛、全身酸痛，同时伴有恶心呕吐。中毒：一氧化碳中毒时，一氧化碳与血红蛋白结合，影响氧气运输，脑部缺氧就会引发头痛，同时中毒还可能刺激机体出现呕吐反应。比如在密封空间内使用燃气热水器，可能导致一氧化碳中毒，出现头痛、呕吐等症状。