头痛是最常见的内科疾病之一，而偏头痛是原发性头痛中最常见的类型。有研究报道偏头痛的早期治疗包括吸入100%氧气。理论依据上，血液中氧含量的增加起到了α肾上腺素能的作用，通过血管收缩和局部代谢作用减轻头痛疼痛。有学者通过视觉模拟疼痛量表、手动触诊记录头痛的缓解情况，结果提示高压氧治疗后主观疼痛明显减轻，而对照组则没有。该研究提示高压氧治疗可以减轻偏头痛，患者的主观评价是缓解偏头痛的最佳指标。除此以外，还有研究报道高压氧能够缓解头痛相关的肿胀和压痛。
　　过去，吸氧曾被成功地用于治疗偏头痛，但最近，吸氧在治疗丛集性头痛方面的应用得到了支持。常压氧（NBO）吸入（100%的氧气在海平面输送）治疗是目前较公认的治疗丛集性头痛的方法，而高压氧（HBO）（100%的氧气在高于正常的大气条件下输送）比NBO在血液中产生更高水平的氧气，从而在缓解头痛方面产生更大的血管收缩。目前偏头痛也是高压氧的适应症之一。文献报道高压氧能改善末梢动脉缺氧状态，预防脑血管痉挛，也能减轻偏头痛患者伴随的植物神经功能紊乱的症状。也有文献报道高压氧配合药物治疗疗效要远优于只给予单纯药物治疗的偏头痛患者。也就是说，对于那些单纯药物控制不好的偏头痛患者，高压氧也不失为一种治疗措施。