Research har beskrevet migrene som vaskulær hodepine, som de involverte overdreven utvidelse eller sammentrekning av hjernen blodkar. Aktuell forskning gir imidlertid andre ledetråder. Betennelsen involvert i migrene er mest merkbar i hjernehinnene, som omgir hjernen og ryggmargen. Imidlertid er betennelse i hjernehinnene ikke hva som fører til smerten av migrene, men i stedet unormal nerveaktivitet. Stimulering av trigeminal nerve, som går fra hjernen til hodet og ansiktet, utløser frigjøring av stoffer som er kjent som kalsitonin beslektede peptider.
Disse induserer inflammasjon og sende meldinger til smertereseptorer i hjernehinnene. Noen forskere selv sammenligne migrene til hjernehinnebetennelse på noen måter, som symptomene er svært like. Imidlertid er hjernehinnebetennelse forårsaket av virus eller bakteriell infection.Migraines kan oppstå hvor som helst fra en gang i uken til en gang eller to ganger i året, ofte kjører i familier.
En faktor som kan bidra til økt forekomst av migrene hos kvinner kan være variasjoner i nivået av hormonet østrogen, som kvinner vanligvis får migrene rundt tidspunktet for menstruasjon, når østrogennivåene er lave. Oftest migrene forekommer hos personer mellom tjue og tretti fem, tilsynelatende å avta med alderen. Barn kan også lider av migrene, med smerter tendens til å være mer diffus, snarere enn lokalisert. Migrene kan først dukke opp i barndommen som kolikk, periodiske magesmerter, oppkast, svimmelhet og alvorlig reisesyke, snarere enn som headaches.
There er vanligvis fem faser i en migrene. Den første fasen vesener en dag eller så før utbruddet av en hodepine, som endringer i humør, problemer med hukommelse, en endring i ett eller alle av de fem sansene, og tale problemer oppstår. For det andre vil noen mennesker ser blinker eller mønstre av lys og erfaring nummenhet i hender og munn like før hodepine. Dette kalles en aura, og er et vanlig tegn på en klassisk migraine.Those migrene som oppstår uten aura kalles vanlige migrene.