丛集性头痛的病因目前还不是特别清楚，由于其发作有明显的周期性，过去曾提出过生物钟学说认为是体内生物钟紊乱引起头痛，以后发现用组织胺可诱导头痛，发作时血中组织胺也升高，用组织胺刺激三叉神经末梢能够引起头痛的复现，认为是组织胺代谢障碍引起的头痛。之后进行研究发现，病变处肥大细胞数量增多，活性增强，稳定肥大细胞的药物能够缓解头痛，提出了肥大细胞功能障碍学说。但以后的研究发现，普通型偏头痛的患者也有肥大细胞的功能障碍，因而不能用肥大细胞学说来解释丛集性头痛的发生。因此，目前关于丛集性头痛的病因还处于研究当中。