对于头痛，并没有规定特异的检查方法。但以CT、MRI为代表的影像学检查对发现颅内器质性病变非常有用。适当的影像学检查可以易于向患者说明情况，得到患者的理解。比如，患者担心患脑肿瘤，那么CT或MRI的阴性结果就很有意义。“百闻不如一见”，患者如果在医生的指导下，看到了自己脑子里并没有肿瘤，就会非常放心。
　　如果遇到下列情况，影像检查更属必要：
　　1、从未经历过的突发头痛；
　　2、眼部等处的局限性头痛；
　　3、伴有躯体、神经系统阳性体征的头痛；
　　4、每天晨起的头痛。对于这些头痛必须要想到器质性疾病。
　　对于一位头痛患者，需要根据情况选择进行下列检查：
　　一、血压测量、心电图和血液检查
　　不管什么情况都不要忘了测量血压。头痛患者，很多是未经系统治疗的高血压患者。其次，治疗偏头痛的特效药物曲普坦等的禁忌证是高血压、肝损害、既往脑血管病及心肌梗塞史、缺血性心脏疾病等。用药前要先了解有无这些禁忌证。既往心肌梗塞或怀疑心绞痛的，需先做心电图检查。此外，初次就诊的患者需化验血液。以颞动脉炎为代表的血管炎、海绵静脉窦炎可有末梢血白细胞增多、血沉增快、CRP阳性等炎症表现。
　　二、头部CT
　　头部CT对于确定颅内器质性病变很有意义。CT上能够发现问诊或查体预想不到的病变。不管是慢性还是急性头痛，如有可能最好都查一次头部CT。就诊的头痛患者相当一部分对“脑部疾病”感到不安，希望做头部CT等影像学检查；有了CT照片，可以出示给患者并进行说明。CT对于一些器质性病变有绝对意义，特别是出血和钙化，比MRI更敏感和迅速。对脑出血、蛛网膜下腔出血、硬膜下出血、硬膜外出血的诊断也很有意义。钙化可以提示颅咽管管瘤、脑膜瘤、畸胎瘤、星形胶质细胞瘤、脑室管膜瘤和脊索瘤等。在怀疑脑部原发或转移性肿瘤时一定要做增强CT。脑膜炎时，可以看到脑表面的脑膜增强效应。
　　三、头部磁共振及磁共振血管造影（MRI/MRA）
　　寻找继发性头痛原因，CT检查多快速有效。但是，对于肿瘤性病变、炎症性病变、脑水肿、被骨包围的后颅窝和眶周、鼻窦的病变，还是MRI最适合。针对肥厚性硬膜炎等脑膜的炎症疾病、癌性脑膜炎，MRI也同样有用。
　　特发性低颅压性头痛站立时头痛加重，卧位时头痛减轻。钆造影MRI见到硬膜强化是本病的特征。通过腰椎穿刺测颅压可以确诊。MRA对发现脑动脉瘤很有意义，但是要注意其精确度不是很高。
　　四、头部单纯X线
　　由于医学科技的进步，在我国CT和MRI检查已经比较普及，头部单纯X线几近淘汰。但是，X线侧面像上可以看到蝶鞍的形状和颅底寰椎结合部的情况，有时还有一定意义。在蝶鞍旁肿瘤、垂体瘤时，可以观察到鞍结节、前床突、后床突、垂体窝、鞍背的改变。颅底凹陷症或扁平颅底等的颅底寰椎结合部先天性病变也可以是头颈部疼痛的原因。慢性颅内高压时，在小儿可见骨缝分离，在成人可见指压痕增加以及蝶鞍的变化。
　　五、颈椎单纯X线
　　头痛原因不一定局限于头部。变形性颈椎病也可以引起枕部或头颈部的疼痛。颈椎单纯X线可以观察到颈椎生理性前突消失或侧弯、椎体变形以及椎间隙狭窄等。颈椎单纯摄像共有正位、双斜位、侧位(前屈、中立、后屈)以及正面开口位7个方向，应根据情况采用必要的检查。
　　六、脑血管造影（DSA)
　　脑血管造影虽然是头痛检查中创伤较大的检查，但是对于用CT和MRI难以检查出的动脉瘤或静脉窦血栓等血管病变却是最好的检查方法。不能漏诊的头痛中包括颅内夹层动脉瘤导致的头痛，在年轻人中比较多见。出血者在血管壁损伤疼痛之上再加上蛛网膜下腔出血的疼痛，预后非常危险。脑血管造影可以轻易查出这种病变。
　　七、脑电图
　　对于诊断癫痫性头痛脑电图很有必要。痫性发作波的存在是诊断要点。但是，偏头痛的患者有时也可以出现癫痫性脑电图异常，特别是某些小儿头痛患者出现痫性发作波，且抗癫痫药有效。其中多数是单纯部分发作(自主神经发作)，这种头痛的特点是发病突然，多伴有恶心、呕吐、发作后入睡或困倦，与偏头痛发作相似。有些病例同时具有两者特点，提示两者可能存在病理生理学的相关性。
　　八、脑脊液检查
　　对于怀疑蛛网膜下腔出血、伴有脑膜刺激征或炎症表现的头痛、原因不明的头痛，有必要检查脑脊液。做腰椎穿刺检查可以判断颅压的高低、出血、黄变和有无脑膜炎。特别是想要明确引起脑膜炎的病原菌时必须行脑脊液检查。
　　但是，有颈强直或者视神经乳头水肿时，应考虑有颅内压增高，此时腰椎穿刺可能因颅压突然降低而引起小脑的枕骨大孔疝而死亡，原则上是禁忌的。
　　九、眼科及耳鼻喉科检查
　　眼科疾病也是引起继发性头痛的原因之一。特别是闭角型青光眼急性发作时，会出现剧烈的头痛、眼痛、呕吐和视力下降。也可以出现瞳孔不对称，甚至可能误诊为蛛网膜下腔出血，这时有必要检查眼压。此外，检查眼底如发现视乳头水肿则提示颅内高压，如发现视网膜下出血则提示蛛网膜下腔出血。
　　有的难治性头痛是由鼻窦炎引起。鼻窦炎根据患病部位不同，具有特征性症状。如额窦炎以额部、顶部以及眼眶后部疼痛起病，多数晨起后至上午头痛较重，到下午减轻。上颌窦炎的疼痛在颜面部，特别是面颊部或耳部，并向上牙槽和额部放射。筛窦炎疼痛自眼眶间、鼻根部、内眦或眶后向颞部放射。蝶窦炎表现为枕部、顶部、额部、眼眶后部疼痛。这些鼻窦炎通过适当治疗可以得到改善。神经内科医生应根据以上特征将患者转诊给耳鼻喉科医生治疗。