Υπάρχουν εκατοντάδες αιτίες που προκαλούν πονοκέφαλο, οι οποίοι διακρίνονται ιατρικά σε δύο ομάδες: Υπάρχουν οι πρωτοπαθείς πονοκεφάλοι και οι δευτεροπαθείς πονοκεφάλοι.

Οι κυριότεροι πρωτοπαθείς πονοκέφαλοι είναι η ημικρανία, ο πονοκέφαλος τύπου τάσεως και η αθροιστική κεφαλαλγία. Αν και η ακριβής αιτία των πρωτοπαθών πονοκεφάλων δεν είναι ξεκάθαρη, πρόκειται για έντονους πονοκεφάλους, που μπορεί να προκαλούν σημαντικά προβλήματα στη ζωή όποιου υποφέρει από αυτούς. Σήμερα, πλέον, γνωρίζουμε ότι πολλοί από αυτούς οφείλονται, τουλάχιστον εν μέρει, σε γενετικούς παράγοντες, είναι δηλαδή «γραμμένοι στο γενετικό μας υλικό». Αν και συνθήκες ψυχολογικής πίεσης και άγχους μπορεί να επιβαρύνουν την κατάσταση, οι πρωτοπαθείς πονοκέφαλοι δεν προκαλούνται από ψυχολογικούς ή ψυχικούς παράγοντες, αλλά είναι σωματικές ιατρικές παθήσεις με τον ίδιο τρόπο που ο διαβήτης, για παράδειγμα, είναι μια σωματική ιατρική πάθηση

Κάθε πονοκέφαλος για τον οποίον υπάρχει μία σαφής και αναγνωρίσιμη αιτία είναι ένας δευτεροπαθής πονοκέφαλος. Δευτεροπαθής πονοκέφαλος μπορεί να προκληθεί από πολλά και ποικίλα αίτια, μερικές φορές αθώα, όπως η ιγμορίτιδα, ταπροβλήματα στα δόντια, ή τα προβλήματα όρασης και μερικές φορές σοβαρά, όπως ένας όγκος ή ένα ανεύρυσμα του εγκεφάλου. Στο σύνολό τους, οι δευτεροπαθείς πονοκέφαλοι, όποια και αν είναι η αιτιολογία τους, είναι κατά πολύ σπανιότεροι από τους πρωτοπαθείς πονοκεφάλους. Για να διαβάσετε περισσότερα για τους δευτεροπαθείς πονοκεφάλους, δείτε τη σχετική ενότητα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι πληροφορίες παρατίθενται για λόγους ενημέρωσης και μόνο, και σε καμία περίπτωση δεν μπορούν να υποκαταστήσουν την εξέταση από ειδικό νευρολόγο, ο οποίος είναι ο αρμόδιος για να αποκλείσει ή να επιβεβαιώσει μία περίπτωση δευτεροπαθούς πονοκεφάλου.

Δεν είναι πάντα εύκολο να τεθεί η διάγνωση σχετικά με το ποιο είδος πονοκεφάλου έχει κάποιος άνθρωπος. Σε κάθε περίπτωση, ο αρμόδιος για να εξετάσει και να θέσει τη διάγνωση σε κάποιον άνθρωπο με πονοκέφαλο είναι ο ειδικός νευρολόγος. Η διάγνωση συνήθως βασίζεται κυρίως στην περιγραφή των συμπτωμάτων και την ειδική νευρολογική εξέτασή. Τις περισσότερες φορές δεν χρειάζονται περαιτέρω ειδικές εξετάσεις (π.χ. μαγνητική τομογραφία), οι οποίες όμως μερικές φορές είναι απαραίτητες.