De buiten de schedel gelegen oorzaken zijn vooral reacties in huid en spieren van het hoofd, alsmede ontstekingen van de slijmvliezen (sinusitis). Ook de buiten de schedel gelegen bloedvaten kunnen hoofdpijn veroorzaken (slaapslagader).
Stoornissen in het gezichtsvermogen kunnen aanleiding zijn tot secundaire hoofdpijn, hetzij door reacties van de slijmvliezen, hetzij door secundaire reacties van de spieren.
Spanningshoofdpijnen, hebben vaak een psychische oorsprong, zij zijn het gevolg van spierkrampen.

Binnen de schedel gelegen oorzaken van hoofdpijn zijn: ruimte-innemende processen (hersentumor, hersenabces), vasculaire stoornissen (hersenbloeding, vaatkrampen, migraine), ontstekingen (meningitis) en drukverhoging in de schedel (bloedingen, letsel, oedeem, vergiftigingen, hoge bloeddruk).
Vaak kan je geen onderscheid maken tussen in - en buiten de schedel gelegen oorzaken.