La fisiopatología de las cefaleas primarias es compleja e incluye un sinnúmero de interacciones que regulan el proceso nociceptivo. Dentro de los principales responsables de generar el dolor se encuentra el sistema trigémino vascular, que es un conjunto de estructuras que integran vías tanto centrales corticosubcorticales como periféricas, que desempeñan un papel activo no solo en la génesis del dolor, sino en las manifestaciones autonómicas y visuales que acompañan la cefalea. Así mismo, este sistema es el responsable de los mecanismos de sensibilización central característicos del dolor. En el artículo se desarrollan brevemente las principales estructuras que participan en la génesis de las cefaleas primarias y sus interacciones en las diferentes partes del sistema nervioso.