1.偏頭痛
屬血管性頭痛常見于中青年和兒童，頭痛位于單側顳額的眶部，呈搏動性跳痛，常伴惡心及嘔吐，為發作性頭痛。頭痛前可先有視覺障礙如視物模糊視野，視物有盲點或偏盲等先兆，也可無任何先兆，即開始偏頭痛一般歷時數小時或數天而緩解，極少數患者呈偏頭痛持續狀態。少數患者偏頭痛可能和緊張型頭痛同時存在，以致兩者難以區分。
2.叢集性頭痛
屬血管性疾病，和下丘腦功能障礙有關。頭痛位于單側顳額的眶部，重者波及整個頭部，頭痛發作呈密集性，劇烈且無先兆。頭痛發作迅速并可突然停止，發作時伴結膜充血，流淚，流涕，及多汗。少數出現上瞼下垂，每天發作數次，并可在睡眠中發作，每次發作歷時數十分鐘至數小時，并可連續數天至數周。但緩解期可長達數月至數年之久，經對患者詳細詢問病史和發作觀察不難與緊張型頭痛鑒別。
3.三叉神經痛
是面部三叉神經分布區的發作性短暫劇痛。每次疼痛僅數秒鐘，每天發作數次至數十次。疼痛如刀割，燒灼或針刺樣。常因洗臉、刷牙、說話、咀嚼而誘發。患者常可指出誘發疼痛的位置，稱為“扳機點”。本病好發于中老年人，以三叉神經第2，3支受累較多。
4.顱內占位性疾病引起的頭痛
此類疾病包括顱內腫瘤，顱內轉移癌，腦膿腫及腦寄生蟲病等癥。此類頭痛系由于顱內壓增高所致。隨病程進展常伴有噴射性嘔吐和眼底水腫，但早期可被誤診為緊張型頭痛。對病程較短的頭痛患者，除應注意眼底改變外，還應進行仔細的神經系統檢查。如發現病理反射等體征出現，常提示并非緊張型頭痛。而應及時采用腦CT或MRI等檢查以助鑒別。
5.顱內慢性感染引起的頭痛
此類疾病包括結核性腦膜炎、真菌性腦膜炎、豬囊尾蚴病（囊蟲病）性腦膜炎及梅毒性腦膜炎等。這些腦膜炎均以頭痛為早期癥狀，一般皆伴有發熱，但部分不典型患者，初期只有低熱，而且腦膜刺激征陰性頗易被誤診為緊張型頭痛。
6.自身免疫性腦膜腦炎引起的頭痛
此類疾病包括貝赫切特綜合征、Vogt-小柳-原田綜合征及中樞神經系統結節病。這些疾病累及腦膜或腦主質時可引起炎性反應而出現頭痛，且不一定伴有發熱。故易被誤診為緊張型頭痛。
7.顱內壓力異常所致的頭痛
此類疾病包括顱內低壓綜合征、良性顱內高壓癥及正常顱壓腦積水。此類患者均以頭痛為主，酷似緊張型頭痛。此類疾病可通過腰椎穿刺測量顱壓以及腦CT檢查以茲鑒別。