Vuosien tutkimuksesta huolimatta useimpien päänsärkyjen todellinen mekanismi on edelleen hieman mysteeri. Alun perin niiden uskottiin johtuvan joko verisuonten rajoittumisesta tai kasvojen ja päänahan lihasten kiristymisestä. Nykyaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että päänsärkyä voi aiheuttaa luonnollinen kipulääke serotoniini. Kun serotoniinitasot laskevat, kasvojen ja päänahan tulehtuneet välittäjäaineet lähettävät kipuviestejä, jotka koemme päänsärkyinä. Kun serotoniinipitoisuudet ovat normalisoituneet, useimmat kiput yleensä lievittyvät.
Päänsärkyyn on useita sisäisiä ja ulkoisia laukaisijoita, jotka vaihtelevat ruoka -aineherkkyydestä kliiniseen masennukseen. Se, mikä voi toimia korjaajana yhdelle laukaisijalle, voi tehdä enemmän haittaa kuin hyötyä toiselle. Jos nykyinen serotoniini/neurotransmitteri -teoria pitää paikkansa, monet lihasten tai verisuonten rentouttamiseen käytetyt lääkkeet eivät ehkä ole yhtä tehokkaita kuin uskottiin.
Yksi yleisimmistä päänsärkyjen syistä on emotionaalinen stressi tai masennus. Vihan tai ahdistuksen tunteet voivat aiheuttaa lihasjännitystä kasvoissa ja päänahassa, mikä johtaa täysipainoiseen jännityspäänsärkyyn. Unettomuus ja masennus voivat myös laukaista pään kipua, mikä antaa jonkin verran uskottavuutta serotoniinitasojen ja kasvojen hermoärsytyksen väliselle yhteydelle. Jotkut tutkijat ehdottavat, että tunteet eivät itse aiheuta päänsärkyä, mutta ne jättävät henkilön alttiimmaksi välittäjäaine/serotoniinikonfliktille. Tukahdutetut tunteet aiheuttavat myös enemmän kipua kuin ilmaistu viha tai ahdistus.
Muita yleisiä laukaisijoita ovat ruoka- ja kemialliset herkkyydet. Jotkut saattavat tuntea kiinalaisen ravintolan päänsäryn käsitteen. Kiinalaisen ruoan nauttimisen jälkeen koettu pääkivun perimmäinen syy on herkkyys mononatriumglutamaatille (MSG). Muissa elintarvikkeissa MSG saattaa esiintyä ainesosaluettelossa hydrolysoituna kasviproteiinina.
Muut päänsäryt voivat laukaista elintarvikkeet, jotka sisältävät tyramiinia, aminohappoa, jonka tiedetään vaikuttavan kehon serotoniinitasoihin. Kärsivien tulisi välttää korkean suklaan, smetanan, jogurtin, vanhentuneiden juustojen ja urutilojen kulutusta. Toinen kemikaali, jota tulee välttää päänsärkyä vastaan, on säilöntäaine nimeltä nitriitit. Monet säilykkeet ja jalostetut lihat sisältävät huomattavia määriä nitriittejä, jotka auttavat pitämään lihan tuoreena ja antamaan terveen vaaleanpunaisen värin. Nitriittien laukaisumekanismi voi olla sama kuin mononatriumglutamaatti, aiheuttaen kipua allergisen reaktion kautta.
Jotkut potilaat uskovat, että kofeiini on sekä laukaisu että lääke. Positiivista on se, että monet päänsärkylääkkeet sisältävät kofeiinia nopeuttaakseen lääkitystä ruoansulatuskanavan läpi ja verenkiertoon. Kun lääkitys saavuttaa kivun lähteen, kofeiini stimuloi verenkiertojärjestelmää entistä nopeampiin tuloksiin. Valitettavasti kofeiini voi myös aiheuttaa päänsärkyä herkille ihmisille, etenkin suuremmilla annostasoilla. Äkillinen onnettomuus kofeiinin nauttimisen jälkeen voi myös johtaa ”kofeiinipäänsärkyyn”, joka on peruutusmuoto, joka helpottuu vain ajan myötä tai enemmän kofeiinia.
Yksi yleinen aiheuttaja on alkoholin kulutus. Jotkut punaviinit sisältävät tyramiinia, joka voi aiheuttaa ruokaherkkyyspäänsärkyä. Kaikki alkoholin muodot voivat aiheuttaa nestehukkaa, mikä on tärkein lauhde pahamaineisen krapulakipun takana, joka oli aamulla juomisen jälkeen. Jotkut tutkijat uskovat myös, että alkoholi saa verisuonet laajentumaan, mikä voi aiheuttaa päänsärkyä myöhemmin yrittäessään supistua.
Muita laukaisimia ovat häikäisy, huonot valaistusolosuhteet, lääkkeiden yhteisvaikutukset, silmien rasitus ja fyysinen rasitus. Sinusongelmat eivät ole vastuussa huomattavasta määrästä päänsärkyä, vaikka siniontelot ovat hyvin lähellä neurotransmittereitä, jotka voivat olla syyllisiä. Päänsärkyjen diagnosointi voi olla erittäin vaikeaa, joten matka lääkärille, allergologille tai silmä-, nenä- ja kurkkutautien erikoislääkärille voi osoittautua hyödylliseksi.