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Per mal di testa o cefalea si intende il dolore provato in qualsiasi parte della testa o del collo. Può essere un sintomo di diverse patologie. Il tessuto cerebrale di per sé non è sensibile al dolore, poiché manca di recettori adatti, perciò il dolore è percepito per via della perturbazione delle strutture sensibili che si trovano intorno al cervello. Nove zone della testa e del collo hanno queste strutture: il cranio (più esattamente, il periostio del cranio), muscoli, nervi, arterie e vene, tessuti sottocutanei, occhi, orecchie, seni paranasali e le mucose. Vi sono una serie di diversi sistemi di classificazione per il mal di testa. Il più riconosciuto è quello proposto dalla International Headache Society. La cefalea è un sintomo aspecifico, ciò significa che ha molte possibili cause. Il trattamento di un mal di testa dipende dalla eziologia, cioè dalla causa di fondo, ma comunemente prevede l'assunzione di analgesici.

L'emicrania è una patologia neurologica cronica caratterizzata da ricorrenti cefalee, da moderate a gravi, spesso in associazione con una serie di sintomi del sistema nervoso autonomo. La parola deriva dal greco ἡμικρανία (hemikranìa), "dolore su un lato della testa", da ἡμι- (hemi-), "metà", e κρανίον (kranìon), "teschio".In genere il mal di testa è monolaterale (colpisce cioè solo una metà della testa) e a natura pulsante, con una durata che può variare da 2 a 72 ore. I sintomi associati possono includere nausea, vomito, fotofobia (aumento della sensibilità alla luce), fonofobia (aumento della sensibilità al suono) e il dolore generalmente si aggrava a seguito dell'attività fisica. Fino a un terzo delle persone con emicrania sperimentano l'aura: un disturbo transitorio visivo, sensoriale, motorio o del linguaggio che precede di poco il verificarsi di un episodio di mal di testa. Di tanto in tanto un'aura può verificarsi senza che venga seguita dall'emicrania. Le emicranie si ritiene siano causate da un mix di fattori ambientali e genetici. Circa due terzi dei pazienti appartengono a nuclei familiari in cui si erano manifestati altri casi della stessa patologia. Le fluttuazioni dei livelli ormonali possono svolgere un ruolo e infatti l'emicrania colpisce più ragazzi che ragazze prima della pubertà, ma negli adulti le donne con emicrania sono più frequenti, da due a tre volte di più, rispetto agli uomini. La predisposizione alle emicranie in genere diminuisce durante la gravidanza. L'esatta eziologia e fisiopatologia dell'emicrania non è nota; tuttavia viene ritenuta spesso un disturbo di natura neurovascolare. La teoria più accettata è correlata alla maggior eccitabilità della corteccia cerebrale e a un controllo anormale dei neuroni del dolore nel nucleo trigeminale del tronco cerebrale.Il trattamento iniziale raccomandato è spesso un analgesico (come l'ibuprofene e il paracetamolo) per il mal di testa, associato a un antiemetico per la nausea e si cerca di prevenire le situazioni ambientali scatenanti. Agenti specifici come i triptani o l'ergotamina possono essere utilizzati da persone che risultano resistenti agli analgesici. Circa il 15% della popolazione mondiale soffre, a un certo punto della sua vita, di emicrania.

La causa di morte più frequente nel mondo occidentale, a seguito delle malattie cardiache e dei tumori, è costituita dalle malattie cerebrovascolari. È stato riscontrato che la metà dei pazienti con malattie neurologiche presentano inoltre patologie di tipo cerebrovascolare. Per lo studente di medicina e per il medico generale l'approccio a queste malattie è utile per affrontare il settore neurologico. Il termine malattia cerebrovascolare sta a indicare qualsiasi alterazione cerebrale derivante da un processo patologico a carico dei vasi sanguigni, siano essi arterie, arteriole, capillari, vene o seni venosi (seno venoso). La lesione vascolare può avere le caratteristiche anatomo-patologiche di un'occlusione da parte di un trombo o di un embolo, oppure di una rottura; le conseguenze a livello del parenchima cerebrale sono di due tipi: l'ischemia (con o senza infarto) e l'emorragia. Un'alterazione della permeabilità della parete vasale, l'ipertensione e l'aumento della viscosità del sangue o modificazioni di una sua altra caratteristica reologica, sono altri meccanismi fisiopatologici coinvolti nella patologia cerebrovascolare. Malattie come l'anemia falciforme e la policitemia sono complicate da ipertensione e aumento della viscosità del sangue, alterazioni che sono alla base degli ictus. Infatti un'alterata permeabilità vascolare è responsabile della cefalea, dell'edema cerebrale e delle convulsioni dell'encefalopatia ipertensiva.