Migräne entsteht durch eine genetisch bedingte Reizverarbeitungsstörung. Diese angeborene besondere Empfindlichkeit auf Reize führt zu episodisch auftretenden Migräneanfällen. Sie wirkt sich jedoch auch zwischen den Anfällen aus. Das Nervensystem des Migränepatienten reagiert besonders sensitiv auf schnelle und übermäßige Reize (z.B. Stress, Ärger, Anspannung, Lärm, Licht) und kann sich vor Reizüberflutung nicht ausreichend schützen. Migränepatienten gewöhnen sich nicht an wiederkehrende Reize, wie es üblicherweise der Fall ist. Die erhöhte Reagibilität des Gehirns bedingt einen fortwährenden Anstieg der Gehirnaktivität und in der Folge ein Energiedefizit in den Nervenzellen. Die elektrische Aktivität der Hirnrinde wird gestört oder bricht ganz zusammen. Die Überaktivität von Nervenzellverbänden geht mit einer unkontrollierten Freisetzung von Botenstoffen einher. Als Folge kommt es in den Blutgefäßen der Hirnhäute zu einer neurogenen Entzündungsreaktion. Es entstehen pulsierende, pochende Schmerzen. Körperliche Tätigkeit verstärkt die Schmerzen, es muss daher meist Bettruhe eingehalten werden. Eine weitere Folge ist die Aktivierung von Schutzreflexen in Form von Übelkeit und Erbrechen. Bei der chronischen Migräne breitet sich die Sensitivierung sowohl zeitlich als auch räumlich aus.