偏头痛与大脑神经细胞的功能紊乱相关，而与神经细胞病变没有太大关系。
通过对家族性偏瘫型偏头痛突变基因的研究，显示神经系统兴奋性相关的基因突变与偏头痛的发作有关，提示偏头痛与大脑神经细胞的兴奋性紊乱相关。
另外，偏头痛发病机制中，关于枕叶扩布抑制学说也提示偏头痛是原发的神经功能紊乱性疾病。近年来关于偏头痛的三叉神经血管学说也受到广泛的重视，通过研究提示，三叉神经及丘脑的神经功能紊乱也参与了偏头痛的发病。
总之，偏头痛是原发性的神经功能紊乱性疾病，而不是神经细胞病变。