سردردها علتهای گوناگونی دارند. برخی تصور میکنند که سفت و محکم بودن عضلات و باز بودن یا گشادی عروق خون در سر مسبب وقوع سردرد است.
در ابتدا تصور میشد که میگرن بدلیل گشاد شدن عروق در مغز رخ میدهد، اما اکنون باورها نشان میدهد که میگرن، نتیجه تغییر در نوروپپتیدهاست (که بواسطه عصب تری ژرمینال در مغز آزاد میشود) که ماده P که یک ترکیب مرتبط با درد است را نشانه میگیرد.
زنان ممکن است به سردردهای شدید ناشی از نوسان هورمون استرادیول که احتمالا با استفاده از روشهای هورمونی کنترل بارداری در طول دوران باروری و هورمون درمانی در دوران قاعدگی و یائسگی ارتباط دارد، آسیب پذیرتر باشند. به علاوه افت هورمون استروژن ممکن است دلیل میگرنهای مرتبط با قاعدگی باشد.