下雨天头痛，可能是情绪因素所引起。在下雨天天气阴沉，容易对人的情绪造成影响，如果平时就存在抑郁、焦虑情绪，下雨天容易受到环境因素的影响而导致情绪异常波动，致使焦虑、抑郁等不良情绪进一步加重，进而引起头痛。
也可能是由于下雨天气压较低，容易导致血压波动。如果本身患有高血压疾病，在下雨天可能会引起血压增高，而产生头痛、头晕等表现。
此外，还可能为偏头痛所引起，偏头痛属于血管神经性疼痛，常见诱发因素有过于疲劳、感冒、寒冷刺激等。而下雨天气温相对较大，容易受到寒凉刺激，而引起偏头痛发作。