「偏頭痛」顧名思義，是指單側的頭痛。但是，不是頭只痛一邊，就一定是偏頭痛，而偏頭痛也不一定只痛一邊，也有可能兩邊都痛。一般來說，偏頭痛比一般的頭痛來得「更痛」，屬「中至重度疼痛」，而且是種「搏動性的疼痛」，常因身體的活動(如走路、爬樓梯)而疼痛加劇。頭痛可伴隨噁心、嘔吐、畏光、怕吵等症狀。頭痛一般持續 4-72 小時。 如果一輩子有超過5次的頭痛有上面的一些特徵，就可以診斷是「偏頭痛」。 偏頭痛在發作前，常常會有所謂的「預兆 (aura) 」，也就是偏頭痛開始時或不久前所產生的神經症狀。
可分類為視覺、聽覺、感覺、語言、運動、腦幹、視網膜等，例如：看到閃光或亮點，聽到噪音，臉部感到麻木，說話困難，四肢有針刺感，肌肉無力等。每種預兆約持續 5-60 分鐘。偏頭痛有的人會先有預兆，但有的則沒有預兆。也有人雖然有預兆了，但最後偏頭痛並沒有發作。 而有一些人，在預兆開始之前，還會有「前軀症狀 (prodrome) 」。這些非常早期的徵兆不一定會造成疼痛或不適，甚至患者本身也可能沒有察覺。典型的特點如：渴望某些食物、不斷打呵欠及情緒的改變等。
肉毒桿菌素為何能預防慢性偏頭痛？
已於 2010 年通過美國 FDA 的核准，台灣 TFDA 則是在 2017 年通過核准，其作用原理目前仍沒有定論。在早期，一般認為跟除皺一樣，肉毒桿菌素因為放鬆了肌肉，肌肉沒那麼緊，減輕了血管的壓迫，所以讓偏頭痛減輕了。而事實上這也是 1992 年 Dr. William Binder 為愛美者注射肉毒桿菌素除皺時，偶然發現患者的頭痛也好了，而開啟了後續一連串的研究的故事。
不過，後來發現肉毒桿菌素注射，對於肌肉緊繃引起的「緊張型頭痛」，反而效果不佳，因此目前比較不偏向這樣的說法。 近期的研究認為，肉毒桿菌素可能經由其他的作用機轉來治療偏頭痛。如下圖，當我們將肉毒桿菌素打入肌肉後，這些肉毒桿菌素，可能會經由神經細胞內的傳遞，到達包括脊髓及神經核，再傳遞到其他神經細胞，進而影響中樞神經系統，以及之後調控神經和血管的反應，達到緩解偏頭痛的效果。
