Probabilmente nei soggetti con emicrania le vie del dolore centrali rimangono ipereccitabili tra gli attacchi spontanei, e ciò giustifica la maggiore prevalenza del disturbo nei soggetti cefalgici. Molti ricercatori suggeriscono che un simile meccanismo vascolare e nervoso possa essere implicato nel fenomeno dell'aura (disturbi sensoriali) e nella cefalea pulsante tipica di alcuni tipi di emicranie. È possibile che nella genesi del disturbo siano implicati altri meccanismi.