抽烟头疼可能与香烟中所含的尼古丁有关，尼古丁具有扩张血管的作用，若长期吸烟则会引起脑血管扩张，从而出现头疼、恶心、呕吐的症状。另外，尼古丁还具有兴奋神经的作用，抽烟时会引起人体交往神经兴奋，导致肾上腺素分泌增加，使脑血管收缩痉挛，引起脑供血不足，患者就会出现脑缺血、缺氧，引起头疼的症状。
还有一些人对香烟中的尼古丁过敏，一旦抽烟就会出现头疼的过敏反应，如果患者不能戒烟，长期发展下去还会形成尼古丁中毒，从而出现头疼、头晕、恶心、呕吐、食欲下降等症状，抽烟头疼也可能是由于烟味对大脑的刺激引起。