Đau nửa đầu là một bệnh thuộc loại bệnh lý đau đầu do căn nguyên mạch, có đặc điểm bệnh lý cơ bản là: đau nửa đầu từng cơn, gặp nhiều ở tuổi thanh thiếu niên, ở nữ gặp nhiều hơn nam và đa số có yếu tố gia đình. Tiếng Anh là migraine thực chất được mượn từ tiếng Pháp cổ là migraigne (lúc đầu là "megrim", nhưng đến năm 1777 được thay đổi theo tiếng Pháp đương đại). Từ tiếng Pháp đó được tạo thành từ cách phát âm thông dụng của từ Latin hemicrania, bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp hemikrania, theo gốc tiếng Hy Lạp nghĩa là "nửa" và "sọ".
Đau nửa đầu điển hình thường chỉ ảnh hưởng một bên đầu, nhức và kéo dài từ 4 đến 72 giờ đồng hồ; với những triệu chứng buồn nôn, nôn mửa, sợ ánh sáng (nhạy cảm với ánh sáng hơn), và sợ âm thanh (nhạy cảm với âm thanh hơn). Khoảng một phần ba người bị chứng đau nửa đầu cảm nhận được tiền triệu ('aura')—hình ảnh, mùi vị, hoặc một cảm nhận giác quan không bình thường báo hiệu cơn đau nửa đầu sắp diễn ra.
Điều trị ban đầu là thuốc giảm đau để trị đau đầu, thuốc chống nôn nếu bị buồn nôn, và tránh các yếu tố gây đau đầu. Nguyên nhân của đau nửa đầu chưa rõ ràng; giả thuyết được chấp nhận phổ biến nhất là bệnh lý của hệ thống thần kinh sử dụng chất truyền đạt thần kinh serotonin.
Có một số loại đau nửa đầu khác nhau, một số bắt nguồn từ thân não (với sự rối loạn vận chuyển ion calci và kali) và một số là do di truyền. Nghiên cứu các cặp song sinh cho thấy 60% đến 65% có sự ảnh hưởng của di truyền trong xu hướng phát triển bệnh đau nửa đầu. Ngoài ra, thay đổi nồng độ hoóc môn cũng có liên quan đến đau nửa đầu: 75% bệnh nhân người lớn là phụ nữ, mặc dù tỉ lệ này ngang nhau đối với trẻ em nam và nữ tiền dậy thì; đau nửa đầu có xu hướng biến mất khi đang mang thai, nhưng một số phụ nữ lại bị đau nửa đầu nhiều hơn khi mang thai.
Loài gặm nhấm cũng có thể bị bệnh này.