头皮疼痛是因为头部的皮肤皮下组织以及帽状腱膜、颅骨骨膜均含有痛觉感受器，是颅外痛敏结构的组成部分。颅外痛敏结构还包括头颈部肌肉和颅外动脉、第2和第3颈神经、眼睛、耳朵、牙齿、鼻窦、口腔部和鼻腔粘膜等，这些痛觉感受器受到刺激以后，经过痛觉传导通路传达到大脑皮质而产生疼痛。除了颅外痛敏结构外，还有颅内痛敏结构，颅内痛敏结构包括静脉窦、脑膜前动脉及中动脉、颅底硬脑膜、三叉神经、舌咽神经和迷走神经等。