肺癌纵隔淋巴结转移压迫上腔静脉会引起上腔静脉回流障碍，也就是颜面部、头部、颈部、双侧上肢静脉回流障碍，引起颅压增高，会引起头痛，肺癌脑转移引起脑水肿、颅压增高，也会引起头痛、恶心、呕吐等症状。
肺癌颅骨转移也会引起头痛，一般是局部疼痛比较明显。肺癌还会引起离子紊乱，如低钠、低氯，会引起头痛、头晕、恶心、呕吐。肺癌分泌抗利尿激素会引起循环血量增高，导致血压增高，也会引起头痛。