Mặc dù trên thực tế đau đầu rất phổ biến, nhưng các nhà khoa học vẫn chưa giải thích được chính xác nguyên nhân gây bệnh. Bởi vì toàn đầu cảm thấy đau nhức, nên bạn thường có cảm tưởng rằng các xương trong hộp sọ và các mô não là nguồn gốc cơn đau khi bệnh phát tác. Điều này không đúng.
 

 
Bản thân hộp sọ lẫn não không cảm nhận được đau, bởi vì chúng đều không chứa đựng bất kì sợi thần kinh cảm giác nào dẫn truyền tín hiệu. Tuy vậy, những đầu mút thần kinh li ti bên trong các mạch máu nuôi dương não lại cực kì nhạy cảm đối với các thay đổi áp lực.
 
Cảm giác đau cũng có thể được dẫn truyền đến não bởi các hóa chất prostaglandin từ các đầu mút thần kinh ở da, mắt và mũi.
Các mô mềm bao quanh ở đầu gồm liên kết của sợi thần kinh, mạch máu và các cơ. Còn hộp sọ dưới bao phủ này có trên 20 mảnh xương khớp với nhau che chở não, chừa lại các hốc trống dành cho cơ quan mắt, mũi và miệng.
 
Lớp da đầu cũng có một mạng lưới thần kinh phức tạp, lan ra khắp da đầu đến các vùng mắt, hầu. Các cơ và mạch máu ở đầu và đáy não cũng chứa các đầu mút thần kinh cảm giác. Khi bị đau đầu, các đầu mút thần kinh cảm giác trong mạng lưới này bị kích thích khiến bạn cảm thấy đau.
 

 
Trong nhiều trường hợp bệnh đau đầu do sự trương phồng mạch máu gây ra, bởi vì sự cương phồng mạch máu làm căng các đầu mút thần kinh. Các dạng đau đầu do mạch máu như thể thường gây cảm giác nhức nhối và nặng lên khi vận động quá sức. Đau nửa đầu và đau đầu chùm là thí dụ điển hỉnh của đau đầu do mạch máu.
 
Các dạng đau đầu khác, đặc biệt là đau đầu do căng thẳng có thể là do tình trạng căng các cơ ở lớp da đầu gây ra, đưa đến cảm giác đau ê ẩm như liên tục bị ép chặt.
Tham khảo thêm nguyên nhân đau nửa đầu và chẩn đoán đau nửa đầu.
 
Chúc bạn sức khỏe!