頭痛和睡眠的關系非常密切。它們有著相同的控制中樞，另外，頭痛和睡眠具有相同的生理學物質，比如腺苷、褪黑素等。所以，睡眠障礙可以誘發頭痛的發作。頭痛經常也可以影響到睡眠，兩者相輔相成，關系十分密切。比如緊張性頭痛，大部分病人都存在睡眠障礙；偏頭痛的病人，30%-50%存在睡眠障礙，且偏頭痛的病人在睡眠中如果被叫醒或者因為某些原因中斷睡眠，可以誘發頭痛發作；慢性偏頭痛更為明顯，71%的病人存在睡眠障礙。有人研究過，頭痛和睡眠質量呈正相關的關系，所以頭痛和睡眠障礙是一個共病，治療頭痛必須首先治療睡眠障礙。