1、血管扩张：颅外动脉扩张最常见于偏头痛及额动脉炎。颅内外急慢性炎症时，病原体及其毒素可引起血管扩张性头痛;代谢性疾病、中毒性疾病、脑外伤、癫痫发作后、高血压脑病、大量服用脑血管扩张药等均可引起血管扩张性头痛。
2、血管被牵引、压迫或伸展移位：颅内占位性疾病;急性脑膜炎和脑炎、中毒性脑病、脑水肿、脑积水、静脉窦血栓形成、脑肿瘤或囊虫的压迫堵塞造成脑脊液循环障碍等所致的颅内压增高;还有见于腰穿、腰麻后脑脊液流出较多，颅内压下降，导致颅内静脉窦及静脉扩张引起的头痛。
3、脑膜受刺激引起头痛：颅内急、慢性炎症性渗出物(如腹膜炎等)，或出血性疾病(如蛛网膜下腔出血等)的血液刺激脑膜，或脑水肿使脑膜及血管受牵拉而产生头痛。
