Kluczową role w przypadku bólów głowy odgrywa szczegółowa i prawidłowa diagnostyka. Wymaga ona zebrania wywiadu od pacjenta, dokładnego badania neurologicznego a także okulistycznego, laryngologicznego, psychiatrycznego i wiele innych. Ważnym aspektem jest zbadanie i obserwacja pacjenta w trakcie napadu bólu oraz przeprowadzenie podstawowych badan laboratoryjnych.