月经期头疼跟血清中雌二醇，就是女性雌性激素浓度变化有关。由于女性的生理特征，月经前后血中的雌二醇水平降低，在某些特殊人群当中，会造成颅内外血管以及子宫血管对5-羟色胺、多巴胺等物质更加敏感，因此使血管扩张和收缩平衡失调，使部分敏感的人，像偏头痛的病人发生头疼，月经后血清中的雌二醇水平逐步恢复正常，病人的头痛可以得到缓解。此外，雌激素包括雌二醇经过刺激泌乳素的分泌，进而直接或间接造成前列腺素分泌，而前列腺素作用于脑血管造成脑血管过度扩张和收缩，也可以造成头疼，并且伴有着月经周期变化，也可以激发头痛发作。除此之外，女性病人在月经期间可以产生焦虑症因此造成头疼，月经期间的头疼跟内分泌环境和焦虑是有关联的。