患者在某个时期内突然出现一系列的剧烈头痛，一般无前兆。疼痛多见于一侧眼眶或（及）额颞部，可伴同侧眼结膜充血、流泪、眼睑水肿或鼻塞、流涕，有时出现瞳孔缩小、垂睑、脸红、颊肿等症状。头痛多为非搏动性剧痛，病人坐立不安或前俯后仰地摇动，部分病员用拳击头部以缓解疼痛。不少病人的头痛在固定时间内出现，每次发作持续15～180分钟，会自行缓解。发作连串持续2周到3个月（称为丛集期），许多病人的丛集期在每年的同一季节发生。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

丛集性头痛的病因及确切发病机制仍不清楚。 目前，学者们多认为丛集性头痛的发病机制与偏头痛有区别，下丘脑在启动丛集性头痛的发作中占有关键性地位。PET、基于三维像素的形态计量法、fMRl和i-MRS等影像学研究均揭示了下丘脑在丛集性头痛发病机制中的关键作用。下丘脑的血液供应丰富，其对血液和脑脊液中的化学信使(如：神经递质)以及来自神经元的神经递质输入信号敏感。下丘脑与皮质-边缘通路有联系，后者正是涉及痛觉的情绪反应与认知方面的结构。下丘脑与内源性痛觉调制系统也有联系，下丘脑的视前内侧核、室旁核和弓状 核等核团对痛觉或痛觉所致的自主神经反应可能有抑制作用。下丘脑启动了丛集性头痛的发作，这一学说较好地解释了丛集性头痛发作的生物钟性特点、发作时的自主神经症状及发作中的情绪反应。遗传因素在丛集性头痛的发病中起一定作用。3%-20%的患者有家族史。

1、实验室检查：血尿分析有利于发现导致头痛症状的一些系统性疾病。典型的实验室检查包括血细胞计数、血沉、C反应蛋白、肝肾功能检查、电解质、 钙、某些药物的血清浓度、动脉血气分析也是必要的。血清5～HT水平是诊断丛集性头痛的有益指标。在偏头痛和丛集性头痛的急性发作期5～HT水平均降低。