머리에 무엇을 뒤집어 쓴 것과 같은 압박감이 오며 동시에 어깨와 안구 등에도 통증이 나타난다.
경우에 따라서는 불면증, 식욕감퇴 등의 증상과 얼굴이 찌그러지는 신경증세가 나타나기도 한다. 또한 통증 부위가 고정되어 있는 것은 아니고 피로나 정신적 긴장이 계속될 때 발생하는 것이 특징이다.
이는 긴장과 피로로 머리근육이 장시간 수축되어 발생한다. 근육이 지속적으로 수축되어 있으면 혈관압박으로 혈액의 흐름이 나빠진다. 그러면 쌓여 있는 젖산 등의 노폐물이 잘 배설되지 못해 통증을 유발하는 것이다.
편두통은 혈관성두통이라고도 한다. 통증의 형상이 머리 전체가 아프기보다는 머리 한쪽이 아픈 것인데, 그 원인은 혈관의 확장 때문이다. 대개 1~2일 정도 증상이 지속되다가 낫고 아프기를 반복한다. 경우에 따라서는 통증이 머리 어느 한쪽에 나타나다가 후에는 양측 모두에 나타난다. 이는 어떤 이유로 두내 혈관의 수축과 확장이 반복되기 때문에 일어난다. 그 통증의 양태가 마치 욱신욱신하듯이 아프고 눈이 쑤시듯이 아프기도 한다.
편두통 환자는 젊은 층 중에서도 특히 여성에게 많다. 그중 약 70% 정도가 유전성이라 보고되며 연구에 의하면 선천적인 소인에 어떤 원인으로 신경전달물질인 세로토닌이 병적으로 증가하여 뇌혈관이 갑자기 과도하게 수축되는 것으로 추정한다.