[[Slika:Cortical spreading depression.gif|left|thumb|250px|Animacija razširjajoče se kortikalne depresije]]
Mehanizem nastanka migrene je še vedno slabo poznan.<ref name=Trsinar/> MigrenskiŠlo glavobolnaj jebi posledicaza spremenjeneganevrovaskularno delovanja(živčno-žilno) motnjo.<ref name=Bart10>{{cite journal |author=Bartleson JD, Cutrer FM |title=Migraine update. Diagnosis and treatment |journal=Minn Med |volume=svezak 93 |issue=broj 5 |pages=str. 36–41. |year=2010. |month=|pmid=20572569 }}</ref> Delovanje [[živčna celica|živčnih celic]] v [[osrednje živčevje|osrednjem živčevju]] se pri migrenskem glavobolu spremeni; aktivirajo se jedra v [[možgansko deblo|možganskem deblu]], [[možganska skorja]] se prekomerno vzdraži, pojavi se razširjajoča se kortikalna depresija, ob tem pa se aktivirajo tudi vnetni proseci v lobanjskih žilah in v [[trda opna|trdi opni]]. Opisali so že več sprožilnih dejavnikov, ki lahko izzovejo napad migrenskega glavobola, na primer pitje rdečega vina, preskok obroka hrane, prekomerni aferentni dražljaji (na primer bliskajoča svetloba, močan vonj), spremembe vremena, pomanjkanje spanja, [[stres]], [[hormon]]ski dejavniki ... Močan sprožilni dejavnik je tudi nihanje hormona [[estrogen]]a, zato se pri številnih bolnicah migrena prvič pojavi ob [[menarha|menarhi]], se ojača v času [[menstruacija|menstruacije]] in se lahko poslabša v času [[menopavza|menopavze]].<ref name=Beers/>
