生理期出现头痛，主要是因为女性身体中的雌醇激素浓度有所变化。在月经前后，身体中的雌二醇浓度逐渐降低，就会引起头颅脑内外的血管，以及子宫的血管，对于5-羟色胺的敏感性增加，这些都会引起血管张力的变化，从而导致血管收缩，引起生理性头痛。
一般情况下，在生理期过后，头痛的情况就会有所缓解，同时雌二醇也可以刺激泌乳素的分泌，这种物质同样可以刺激前列腺素的分泌，前列腺素含量过多会引起血管收缩、扩张，也会引起生理期出现明显的头痛。除此之外，女性在生理期免疫力相对下降，容易受到风寒，也会引起炎症性的头痛，因此需要及时保暖。