匹兹堡大学医学院麻醉学系副教授道恩·A·马库斯对此进行了解释。
当经历剧烈的、搏动性头痛时，人们常常会用双手按住头部的两侧，并声称：“感觉好像我的大脑要挤出来了，所以按住它感觉会好些。”这种感觉给人一种错误的印象，即大脑本身正在增大并引起疼痛感。有趣的是，大脑组织感觉疼痛的方式与皮肤或其他器官不同。由于大脑被坚硬的保护性外壳包裹，它没有像我们身体其他更容易暴露的部位那样发展出对触摸或压力的感觉反应。事实上，脑外科医生可以在患者清醒时切割大脑组织，而患者不会感觉到刀子的存在。
相反，头痛的发生是因为感知疼痛的结构被激活或受到刺激：皮肤、骨骼或颈部关节、鼻窦、血管或肌肉。当一个人患有脑肿瘤时，疼痛通常是后期才会出现的症状——脑肿瘤通常只有在长到足以损伤骨骼或拉伸血管或神经时才会引起疼痛。颈部问题也可能导致头痛，来自颈部和后脑的疼痛通常会放射到头顶甚至眼睛。然而，鼻窦感染或炎症（通常作为过敏反应的一部分发生）并不是复发性头痛的常见原因。有趣的是，密苏里州斯普林菲尔德头痛护理中心的罗杰·卡迪和柯蒂斯·施耐德的研究表明，25%到30%的偏头痛患者在典型的偏头痛发作期间报告有鼻部症状，并且几乎98%的人认为自己患有鼻窦头痛，实际上是患有偏头痛。
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最常见的慢性头痛类型是偏头痛和紧张型头痛。偏头痛是一种间歇性头痛，通常每月发生一次到每周两次，每次发作持续8到12小时。偏头痛通常表现为单侧、搏动性头痛，限制活动，并可能伴有恶心和对光、噪音和气味敏感。紧张型头痛可能更频繁地发生，疼痛——通常是头部两侧的钝痛，不限制活动——有时会持续数天。这两种头痛都是对内部或外部诱因的反应，例如激素变化、睡眠不足、禁食或压力。暴露于这些诱因会促使大脑向产生多种化学信使的疼痛中枢发出信号，包括血清素和去甲肾上腺素，这些信使会导致围绕大脑的脑膜血管扩张。这种扩张导致血流量增加，头部侧面的血管可能会变得更加突出和触痛。随着血管肿胀，它们会拉伸周围的神经，导致这些神经向三叉神经系统发送信号，三叉神经系统是大脑中传递头部和面部疼痛信息的区域。三叉神经系统的激活最常引起眼睛和脸颊周围的疼痛，从而产生“鼻窦”疼痛的错觉。三叉神经系统还会向参与食物渴望的大脑区域下丘脑以及颈椎上部脊髓发送信息，这可能导致颈部肌肉痉挛。
一旦完整的头痛通路被激活，头痛治疗就会变得更难有效。哈佛大学的拉米·伯斯坦最近在老鼠和人类身上进行的研究一致表明，头痛药物需要在头痛发作的早期服用才能有效。偏头痛患者经常注意到，他们的头痛开始时会出现搏动感，然后是皮肤敏感性增加。这种增加的皮肤敏感性，称为异痛症，可能表现为头皮压痛、“疼痛”的头发或与梳头、佩戴耳环或眼镜相关的疼痛。一旦发生异痛症，头痛治疗的效果就会大大降低。仔细记录头痛症状在日记中可以很好地估计异痛症通常发生的时间，并可以帮助个人确定何时服用药物以提供最大的缓解。
虽然大多数慢性头痛不是由严重疾病引起的，但头痛模式的显着变化、以前有效的治疗方法失效或除了头痛之外出现新的健康问题应促使人们去看医生进行评估。
答案最初于2004年5月24日发布。