Clusterhoofdpijn in de medisch wereld wordt dit neuralgie van Horton genoemd, en ook afgekort tot CH, is een neurologische aandoening welke zich in extreme pijn aan één zijde van het hoofd uit. Deze vorm van hoofdpijn wordt geclassificeerd als een bloedvatenhoofdpijn. De intense pijn wordt volgens bepaalde deskundigen door het verwijden van bloedvaten veroorzaakt welke een druk tot gevolg hebben op de drielingzenuw of de Nervus trigeminus. Daarvoor is echter nog enkel bewijs gevonden.
Een van de andere theorieën voor de verklaring van het ontstaan van clusterhoofdpijn is dat deze vorm van hoofdpijn te wijten is aan een afwijking in de hypothalamus (een onderdeel van de tussenhersenen). Dit zou kunnen verklaren waarom de aanvallen met enige regelmaat op een gelijk tijdstip opkomen en dikwijls eveneens in een bepaald jaargetijde, aangezien één van de functies van de hypothalamus is het regelen van de biologische klok. Er lijkt een genetisch component verantwoordelijk te zijn voor het ontstaan van clusterhoofdpijn, hoewel er nog geen enkel gen is gevonden dat geïdentificeerd kan worden als het betreffende gen.
Een aantal factoren welke bij nagenoeg alle patiënten een aanval van clusterhoofdpijn uit kunnen lokken zijn: bepaalde smaakversterkers en slaap, met name het doen van een dutje overdag. Factoren die wel een aanval uit kunnen lokken maar minder vaak worden genoemd, zodat de zekerheid ervan minder sterk is, zijn onder andere: fel (zon)licht, het consumeren van chocolade, alcohol, soribitol, pepers, gekruid voedsel, (oude) kaassoorten, benauwdheid, verschillen in temperatuur, verschillen in luchtdruk en citroenzuur.
Toch bestaan er een aantal misverstanden over deze factoren. Personen die niet bekend zijn met clusterhoofdpijn hebben de neiging om stress als oorzaak hiervan aan te wijzen. Hiervoor zijn echter geen wetenschappelijke bewijzen voor gevonden. Maar zelfs wanneer men alle factoren vermijdt die een aanval van clusterhoofdpijn uit zouden kunnen lokken wil dit niet zeggen dat een volgende aanval ook uitblijft. Wel zullen deze uitlokkende factoren in een clusterperiode bijna altijd een aanval veroorzaken. Patiënten met de episodische vorm van clusterhoofdpijn kunnen echter tussen twee periodes door de uitlokkende factoren dikwijls wel gewoon innemen zonder dat er dan een aanval op zal gaan volgen.