2000年有一項調查指出，台灣每100人當中，有9 ∼10人會偏頭痛， 特別是25∼45歲的女性，每5人就有1人受偏頭痛所苦。
超過一半的緊縮型頭痛或偏頭痛患者使用非處方止痛藥改善症狀，有些醫師會建議也許1杯熱咖啡配低劑量止痛藥，就可以達到快速鎮痛效果，因為咖啡因可以縮短一些止痛藥開始作用的時間或是延長代謝時間，能提升藥效。
研究指出， 每天100∼130毫克咖啡因加上乙醯氨酚（acetaminophen，普拿疼主要成分） 或異布洛芬（ibuprofen），比起光吃相同種類和劑量的止痛藥，更能有效改善頭痛。此外，每天100毫克咖啡因加上乙醯氨酚和阿司匹靈也能舒緩偏頭痛。
不過，如果服用的止痛藥已經包含咖啡因，或是同時服用感冒糖漿，盡量就不要再喝咖啡和提神飲料等含咖啡因的飲品，避免因為攝取過多咖啡因，反而惡化頭痛，甚至造成慢性頭痛。
咖啡醇具鎮痛效果，可減輕頭痛
頭痛可能是憂鬱症的症狀之一，而咖啡可以降低憂鬱症風險，又能藉由咖啡因和咖啡醇有效改善頭痛；有些時候，當憂鬱症狀改善後，頭痛也跟著舒緩了。
咖啡中的咖啡醇具有鎮痛效果，而咖啡因則透過調控腺苷（adenosine）機轉或是降低發炎反應達到改善偏頭痛效果。咖啡因結構類似腺苷，可以和腺苷受體（adenosine receptor）結合，調節大腦神經傳導物質及酵素活性，不僅會讓人感到精神比較好，也會覺得頭痛好像緩和一些。
然而，也有約6.9∼14.5%頭痛患者表示，喝咖啡反而會誘發偏頭痛或緊縮型頭痛。若是喝了咖啡會頭痛的民眾，每天咖啡攝取量應不超過1小杯，或是完全避免咖啡、提神飲料、茶和巧克力等含有咖啡因的食物。
咖啡誘發頭痛更有可能是因為咖啡戒斷症，也就是長期習慣喝咖啡，卻突然完全不喝或咖啡因攝取量減少太多，都會促使頭痛。例如上班時間習慣喝咖啡，到了周末休息時沒喝，反而容易覺得頭痛。
對於想要喝咖啡來改善頭痛的人，不建議每天喝，偶爾早上來杯熱咖啡比較適合（例如一周一次）。
至於喝咖啡後易失眠的人，盡量在下午3點之前喝完咖啡，並且每天不超過1杯，才不會因為喝咖啡失眠，反而讓頭痛情況更糟。
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