La migraña tiene una directa relación con la hiperactivación de la amígdala cerebral, el sistema de alerta de nuestro cerebro que nos activa para responder ante una amenaza o peligro.

Como consecuencia de situaciones de estrés o cambios fisiológicos, la amígdala emite un estimulo eléctrico de rápida velocidad, y cuando este estímulo se propaga hacia lóbulo occipital, este lanza la frecuencia eléctrica rápida desde la parte posterior de la corteza cerebral hacia adelante, a medida que la actividad eléctrica se propaga por el cerebro, altera temporalmente varias funciones, como la vista, la sensibilidad, el equilibrio, la coordinación muscular y el lenguaje. Todo esto causa unos síntomas, llamados aura, que ocurren antes que el dolor de cabeza.

El dolor de cabeza se produce cuando se estimula el quinto par craneal (nervio trigémino). Este enviará impulsos (incluyendo los impulsos del dolor) desde los ojos, el cuero cabelludo, la frente, los párpados superiores, la boca y la mandíbula hasta el cerebro. Cuando se estimula, este nervio libera sustancias que causan una dolorosa inflamación en los vasos sanguíneos cerebrales y las capas de tejido que cubren el cerebro (meninges). Esto explica el dolor de cabeza pulsátil, las náuseas, los vómitos, la sensibilidad a la luz y el sonido.