Nepaisant daugelio metų tyrimų, tikrasis daugelio galvos skausmų mechanizmas vis dar yra šiek tiek paslaptingas. Iš pradžių buvo manoma, kad juos sukelia arba kraujagyslių susiaurėjimas, arba veido ir galvos raumenų įtempimas. Šiuolaikiniai tyrimai rodo, kad galvos skausmą gali sukelti mažas natūralaus skausmą malšinančio vaisto, vadinamo serotoninu, kiekis. Kai serotonino kiekis sumažėja, veido ir galvos odos uždegiminiai neurotransmiteriai siunčia skausmo pranešimus, kuriuos suvokiame kaip galvos skausmą. Po to, kai serotonino lygis tampa normalus, dauguma skausmo linkę mažėti.
Yra daug vidinių ir išorinių galvos skausmo priežasčių, pradedant nuo jautrumo maistui iki klinikinės depresijos. Tai, kas gali padėti vienam sukelti, kitam gali padaryti daugiau žalos nei naudos. Jei dabartinė serotonino / neurotransmiterio teorija pasitvirtina, daugelis vaistų, vartojamų raumenims atpalaiduoti arba kraujagyslėms atverti, gali būti ne tokie veiksmingi, kaip kadaise manyta.
Viena dažniausių galvos skausmo priežasčių yra emocinis stresas ar depresija. Pykčio ar nerimo jausmas gali sukelti veido ir galvos odos raumenų įtampą, o tai gali sukelti visišką įtampos galvos skausmą. Nemiga ir depresija taip pat gali sukelti galvos skausmą, o tai suteikia šiek tiek patikimumo ryšiui tarp serotonino kiekio ir veido nervo sudirginimo. Kai kurie mokslininkai teigia, kad pačios emocijos nesukelia galvos skausmo, tačiau dėl jų žmogus tampa labiau pažeidžiamas neuromediatorių/serotonino konflikto. Užslopintos emocijos taip pat dažniausiai sukelia daugiau skausmo nei išreikštas pyktis ar nerimas.
Kiti dažni veiksniai yra maisto ir cheminių medžiagų jautrumas. Kai kurie gali būti susipažinę su kinų restorano galvos skausmo sąvoka. Pagrindinė galvos skausmo, patiriamo suvalgius kiniško maisto, priežastis yra jautrumas skonio stiprikliui, vadinamam mononatrio glutamatu (MSG). Kituose maisto produktuose MSG gali būti sudedamųjų dalių sąraše kaip hidrolizuotas augalinis baltymas.
Kitus galvos skausmus gali sukelti maisto produktai, kurių sudėtyje yra tiramino – aminorūgšties, kuri, kaip žinoma, veikia serotonino kiekį organizme. Sergantieji turėtų vengti vartoti daug šokolado, grietinės, jogurto, brandintų sūrių ir organų mėsos. Kita cheminė medžiaga, kurios reikia vengti kovojant su galvos skausmu, yra konservantas, vadinamas nitritais. Daugelyje konservuotų ar perdirbtų mėsos produktų yra daug nitritų, kurie padeda išlaikyti mėsą šviežesnę ir suteikia sveiką rausvą spalvą. Nitritų paleidimo mechanizmas gali būti toks pat kaip mononatrio glutamatas, sukeliantis skausmą dėl alerginės reakcijos.
Kai kurie sergantieji mano, kad kofeinas yra ir provokatorius, ir gydymas. Teigiama yra tai, kad daugelyje vaistų nuo galvos skausmo yra kofeino, kuris pagreitina vaisto patekimą į virškinimo sistemą ir į kraują. Vaistui pasiekus skausmo šaltinį, kofeinas stimuliuoja kraujotakos sistemą, kad rezultatai būtų dar greitesni. Deja, kofeinas taip pat gali sukelti galvos skausmą jautriems žmonėms, ypač vartojant didesnę dozę. Staigus smūgis išgėrus kofeino taip pat gali sukelti „kofeino galvos skausmą“ – abstinencijos formą, kurią palengvina tik laikas ar daugiau kofeino.
Viena dažna priežastis yra alkoholio vartojimas. Kai kuriuose raudonuosiuose vynuose yra tiramino, kuris gali sukelti galvos skausmą dėl maisto jautrumo. Visų formų alkoholis gali sukelti dehidrataciją, kuri yra pagrindinė liūdnai pagarsėjusio pagirių skausmo, patirto ryte po išgėrimo, priežastis. Kai kurie mokslininkai taip pat mano, kad alkoholis plečia kraujagysles, o tai gali sukelti galvos skausmą, kai vėliau bando susitraukti.
Kiti veiksniai yra akinimas, prastos apšvietimo sąlygos, vaistų sąveika, akių nuovargis ir fizinis krūvis. Sinusų problemos nėra atsakingos už daug galvos skausmų, nors pačios sinuso ertmės yra labai arti neurotransmiterių, kurie gali būti kaltininkai. Gali būti labai sunku savarankiškai diagnozuoti galvos skausmą, todėl kelionė pas gydytoją, alergologą arba akių, nosies ir gerklės (ENT) specialistą gali būti naudinga.