Klasterowe bóle głowy charakteryzują się silnymi, jednostronnymi atakami bólu trwającymi od 15 do 180 minut, występującymi w okolicy oczu, czoła lub skroni. Częstotliwość ataków waha się od jednego ataku co drugi dzień do ośmiu na dobę.
Bólowi towarzyszy co najmniej jeden z następujących objawów, występujących po tej samej stronie: zaczerwienienie oka, łzawienie oczu, przekrwienie nosa, katar, wzmożona potliwość czoła i twarzy, zwężenie źrenic, opadająca powieka, obrzęk powiek oraz niepokój z potrzebą ruchu. Napady występują w nawracających, nawracających seriach. Naprzemiennie występują okresy bezbólu o różnej długości. Dokładne kryteria diagnostyczne można znaleźć w Międzynarodowej Klasyfikacji Bólów Głowy . Szybki test bólu głowy pozwala na bezpośrednią ocenę objawów.
Epizodyczne klasterowe bóle głowy występują w okresach trwających od 7 dni do roku, ze średnim czasem trwania 4-12 tygodni. Okresy bez bólu trwają co najmniej 14 dni.
Przewlekły klasterowy ból głowy charakteryzuje się występowaniem ataków bólu głowy przez okres dłuższy niż rok bez okresów bezbólowych lub z okresami bezbólowymi trwającymi krócej niż 14 dni.
Dawniej stosowane, ale obecnie nieaktualne, określenia na to zaburzenie bólu głowy to: erytroprosopalgia Binga, neuralgia rzęskowa lub migrenowa według Harrisa, erytromelalgia głowy, zespół Hortona, ból głowy histaminowy, neuralgia skalista według Gardnera, neuralgia zwoju skrzydłowo-podniebiennego, neuralgia Vidiana, neuralgia Sludera, neuralgia okresowa hemikrania.
Średni wiek wystąpienia pierwszego klasterowego bólu głowy wynosi 28–30 lat. Jednak klasterowe bóle głowy mogą pojawić się po raz pierwszy również w znacznie późniejszym wieku. Z kolei klasterowe bóle głowy występują jedynie w rzadkich, wyjątkowych przypadkach u dzieci i młodzieży. Częstość występowania klasterowych bólów głowy wynosi 15,6 na 100 000 osób rocznie u mężczyzn i 4,0 na 100 000 osób rocznie u kobiet. Średnia częstość występowania wynosi 9,8 na 100 000 osób rocznie. Według różnych badań, częstość występowania klasterowych bólów głowy w populacji ogólnej wynosi około 0,9%. Według badania przeprowadzonego przez Grupę Samopomocy w Klasterowych Bólach Głowy (CSG) w Niemczech, postawienie prawidłowej diagnozy zajmuje średnio osiem lat.
Klasterowy ból głowy jest jedynym pierwotnym schorzeniem bólowym, które znacząco dominuje u mężczyzn. Od 70% do 90% pacjentów z przewlekłym i epizodycznym klasterowym bólem głowy to mężczyźni.

