片頭痛は最も一般的な血管性頭痛であり，通常痛みが片側で発生し，ある時吐き気、嘔吐、音恐怖症、光恐怖症等を伴う。痛みが発生する前に視覚障害等の兆候があり，片頭痛の発症機序は複雑であり，まだ完全に解明されなく，兆候が発生する時に神経系に関する徴候や症状を引き起こし，この時脳の血流は急激に低下する。脳虚血は，5-HTが血小板から放出されることに関係する可能性がある。典型的な片頭痛は局所の充血である。そして展延性血流が低下し，脳内と頭蓋外の血管内の血流量が増加し，血管内の脈波の振幅が上昇し，頭蓋内の動脈の振幅が著しく上昇する。心臓の内腔の拡大及び動脈、静脈吻合部の分岐の開きは片頭痛の一つの発症機序である。プロスタグランジン、ニューロキニン、アセチルコリン、ヒスタミン等の代謝性疾患及び内分泌機能不全も片頭痛の発症に関する。特に5-HT代謝は片頭痛の発症機序と密接な関係がある。そのため臨床で一般的に使用される薬物は5-HT拮抗薬であり，例えばエルゴタミン、メチセルギド、スマトリプタン等；ピゾティフェン、シプロヘプタジン等の抗ヒスタミン薬，ニモジピンのようなカルシウム拮抗薬及びピンドロールのようなアドレナリン受容体遮断薬をさらに有する。