晚上头疼可能是中枢神经系统性疾病所引起，常见于高血压性脑病、脑血管畸形、蛛网膜下腔出血或脑血栓形成等。这些疾病都可能会对脑神经造成损害，致使脑神经产生功能性的障碍，造成晚上头痛。
也可能为颅内占位性病变所致，常见于原发性脑肿瘤、颅内转移瘤或寄生虫脑病等。这些疾病很容易诱发颅内压增高，可导致头痛，还可伴有喷射性呕吐、视乳头水肿等症状，可在晚上发作，也可在白天发作。
另外，还可能为血管神经性头痛所致，主要与白天过度劳累、精神过度紧张等因素有关。