偏頭痛是血管性頭痛中最常見的類型，常表現為一側性疼痛，并可能伴有惡心、嘔吐、怕聲和畏光等癥狀。在發作前，患者可能會出現視覺障礙等先兆癥狀。其發病機制復雜尚未完全闡明，但研究表明，在先兆期會出現神經系統體征和癥狀，此時大腦血流顯著減少，導致腦組織缺血。有研究指出，這可能與5-羥色胺（5-HT）從血小板中釋放有關。

典型的偏頭痛發作通常經歷局部血管充血階段，隨后是擴展性的血流減少，進而引起顱內及顱外血管的血流增加，血管搏動振幅增高，特別是顱內動脈更為明顯。這種病理變化可能導致心管腔擴大和動靜脈吻合支開放，被認為是頭痛發作的一部分原因。

此外，前列腺素、神經激肽、乙酰膽堿、組胺等物質的代謝障礙以及內分泌功能紊亂也可能與偏頭痛的發生有關，尤其是5-羥色胺（5-HT）的代謝與該病的關系最為密切。因此，在臨床上常用的藥物包括5-羥色胺拮抗藥，如麥角胺和舒馬曲坦；抗組胺藥，如苯噻啶和賽庚啶；鈣拮抗劑，如尼莫地平；以及腎上腺素受體阻斷藥，如吲哚洛爾等。