經期頭痛的原因目前認為是和體內激素的變化有關系，月經期體內的雌激素，如雌二醇等水平會下降，前列腺素的水平會增加。這種雌激素的變化，會導致顱內還有顱外血管緊張度發生一定的變化。另外，前列腺素可以引起血管擴張或者收縮，這些血管的變化都可能會引起頭痛發作。在臨床上可以看到有很多女性偏頭痛患者，往往頭痛的發作都是在月經前后這段時間里發作的更頻繁，原因是內分泌的變化或者血管機制的參與。此外，月經期的女性情緒會處在不穩定的狀態，加上還有痛經、腹痛等，會加重這種情緒因素和精神緊張。而這些情緒變化，也會使人增加對于疼痛，尤其是頭痛的敏感性。