Въпреки че точната причина не е ясна, се смята, че мигрената се дължи на генетична аномалия, която прави невросъдовата система свръхвъзбудима. Може да включва депресия, разпространяваща по мозъчната кора, както и електрически феномен, който може да започне в тилния лоб и да се придвижи напред. 
 
Веднъж щом се появи антидромна активация, крайният троичен нерв инициира събития, като освобождава нервотансмитерната субстанция P или NKA или други, които се свързват с рецепторите на вътречерепните кръвоносни съдове, причинявайки съдова дилатация, екстравазация на плазмени протеини и възпаление
 
Това води до повторно активиране на троичния нерв. Сигналът е свързан с централна структура в мозъчното стъбло, която препраща импулсите на болката, които в крайна сметка достигат до сензитивния кортекс. 
 
Веднъж първите троични нервони станат ли чувствителни, пулсираща артерия става болезнена, което води до пулсираща болка, която може да се влоши с извършването на активности. 
NEWS_MORE_BOX
 
 
Тази болка е симптоматична за периферна сенсибилизация. Ако този вид болка не се лекува правилно, следва да се активират и други неврони, което може да доведе до централна сенсибилизация, която да се стимулира от фактори, които обикновено не причиняват подобно неудобство. 
 
При централна сенсибилизация употребата на медикаменти за периферна такава най-вероятно няма да бъде ефективна.