È stato proposto che anomalie del sistema nervoso centrale o periferico potrebbero essere coinvolte nell'eziopatogenesi della malattia. Per molto tempo si è creduto che questo tipo di manifestazioni dolorose fossero provocate dalla contrazione tonica o comunque frequente dei muscoli del capo e del collo. Una delle teorie illustra che la causa principale della cefalea di tipo tensivo e dell'emicrania sia il bruxismo (digrignamento dei denti durante il sonno e/o veglia) che determina una contrazione continua del muscolo temporale. Sebbene la contrazione muscolare possa giocare un ruolo nel determinismo della patologia, l'opinione attualmente più diffusa in ambito scientifico prevede la compresenza di diversi fattori.