一般认为,颅内外血管舒缩功能紊乱是产生典型偏头痛的基础。偏头痛发作开始时颅内动脉收缩,血管痉挛而使其供血区出现缺血症状,继之颅外动脉尤其头皮动脉扩张而产生剧烈头痛。引起这一变化主要与血浆中血管活性物质的浓度有关。
研究表明,偏头痛发作时一些活性物质如血液中5-羟色胺的含量明显下降,尿中5-羟色胺及代谢产物5-羟吲哚醋酸排泄增高。由于5-羟色胺具有维持颅外动脉能力性收缩的功能,故其含量下降将使颅外血管扩张而出现头痛。另一些血管活性物质如缓激肽的增多、前列腺素E的出现均可使颅外血管发生强烈舒张的变化,而导致偏头痛发作。