群発頭痛は残念ながら現在の医学では発症のメカニズムについては明らかにされていません。

群発頭痛の特徴はとにかく痛みレベルの高さと言えるでしょう。頭痛のでる場所は片側の目の奥・周囲・上あごのあたりや頭の片側へと拡がります。「目をスプーンでえぐられるような」「きりで刺されるような」と表現する方が多く、お産などよりも痛いとされ、心筋梗塞、尿路結石、と並び生きているうちに感じれる三大痛の一つ、別名「自殺頭痛」とまで呼ばれています。

国際頭痛分類第3版（ICHD-3）においては、100mmVASスケールで90以上と定義されています。

• 2・3・4・に合う発作が5回以上ある
• 左右どちらかの目の周囲や側頭部に15分から180分続く激痛が生じる
• 次のいずれかあるいは両方を頭痛の時に認める
  • 頭痛が起こる同じ側に、目の充血、流涙、鼻づまり、鼻水、眼瞼のむくみ、額と顔の発汗、額と顔の紅潮、耳閉感、瞳孔の縮小、眼瞼の下垂の1つ以上を認める
  • じっとしていられない、もしくは激しく動きたくなる
• 群発期（発作が起こる期間）の半分以上で発作が1日あたり0.5～8回起こる
• 他のどの診断基準より合致する