月经期间头痛主要跟体内的激素变化有关，月经期间体内的激素雌二醇的浓度降低，引起颅内外血管对某些因素如5-羟色胺等物质更敏感，从而引起血管张力的变化，使一部分敏感的人会产生头痛的感觉，月经后血清中的雌二醇浓度恢复正常，病人的疼痛也就缓解了。另外雌二醇的变化可以刺激前列腺素的分泌，前列腺素作用于血管引起血管的收缩与扩张，也会产生头痛。