丛集性头痛又称为组织胺性头痛，而组织胺与过敏反应有重要关系。这种过敏反应为I型变态反应，花粉、霉菌、虾、鱼及蜂毒等作为抗原刺激浆细胞产生IgE抗体，此抗体与靶组织中肥大细胞或血液中嗜碱性粒细胞结合，当再次接触这些抗原，即可导致细胞脱颗粒，释放出组织胺，这些介质使靶细胞的平滑肌痉挛，微血管扩张，血管通透性增加，血浆外渗和组织水肿，腺体分泌增加，而产生一系列临床表现。
本病多见于青年(20～40岁)，男性为女性的4～5倍，一般无家族史。疼痛多见于一侧眼眶或(及)额颞部，一般无前兆，可从鼻旁烧灼感或眼球后压迫感开始，可伴同侧眼结膜充血、流泪、眼睑水肿或鼻塞、流涕等，有时出现瞳孔缩小、头痛侧眼睑下垂、脸红、颊肿等症状。在丛集发作(数周至数月)期内一次接一次成串发作，表现短暂得极剧烈单侧持续的非搏动性头痛，且始终为单侧头痛，病人坐立不安或前俯后仰地摇动，部分病患用拳击头部以缓解疼痛。每次发作持续数分钟至2小时，会自行缓解。几乎每日同一时间(常在晚上)发作, 从睡眠中痛醒。许多病人常在每年春季和(或)秋季发作一两次，发作期病人间歇期数月到数年，其间症状完全缓解。约10%的病人有慢性症状。
