A dor de cabeça com vómitos tem duas causas possíveis: primeiro, a reacção autonómica. A dor de cabeça, especialmente a dor de cabeça vascular, ou nevralgia grave, é frequentemente acompanhada de disfunção autonómica. Os músculos lisos do tracto gastrointestinal são inervados pelos nervos autonómicos, e quando a sua função é perturbada, ocorrem frequentemente sintomas de desconforto gastrointestinal, tais como náuseas e vómitos, juntamente com outros sintomas de disfunção autonómica, tais como pânico e sudorese. Os pacientes que sofrem de doenças orgânicas intracerebral, tais como hemorragia cerebral, hemorragia subaracnoídea ou tumores intracerebral, infecções do sistema nervoso central, trombose do seio venoso intracraniano, etc., podem levar a um aumento significativo da pressão intracerebral, causando vómitos secundários, que são geralmente semelhantes a jactos e o vómito pode ser um líquido semelhante a café causado pelo conteúdo do estômago ou hemorragia por úlceras de stress.