颅脑外伤是指头颅和脑受到暴力撞击后所遭受的外伤。
一般说损伤包括三个方面：
(1) 颅骨和脑组织的直接损伤，如颅骨骨折、脑挫裂伤等等。
(2) 脑组织的继发性损害，如颅内血肿、脑水肿、急性颅内压增高等。
(3) 临近组织器官的损害，如颈椎、颈髓、颈部肌肉的损伤。头痛是颅脑外伤患者临床常见的症状之一。同其他原因所致头痛一样，颅脑外伤引起的头痛同样是由于头部及其附近组织受到伤害性刺激引起。
这些伤害性刺激可以归纳为三个方面：
（1）颅内痛觉敏感结构受压、受激惹。颅内敏感结构包括：颅内较大的动脉、静脉、静脉窦、硬脑膜以及某些颅神经，如三叉神经、舌咽神经、迷走神经等。
（2）颅外组织如头皮、头皮血管、神经、颅骨骨膜受损。
（3）颈项部肌肉所走行的神经及头面部五官的受损。
上述组织在物理的或化学的伤害性刺激作用下，释放出钾离子（K＋）、氢离子（H＋）、组胺、缓激肽、5-羟色胺（5-HT）、前列腺素（PGI2，PGE2）、白介素、白三烯、乙酰胆碱和P物质等致痛物质作用于痛觉感受器。由于痛觉感受器是一种表面仅有一层细胞浆包裹的游离神经末梢，可以与组织液进行直接接触，容易接受上述致痛的化学物质，产生痛觉信号。通过头面部痛觉的传导通路，经三叉丘系、丘脑后侧核、内囊传入大脑皮层的中央后回皮质感觉中枢的1/3处，产生痛觉。当然，痛觉的调整与整合还需要脑干中的一些核群、丘脑、隔区、海马、扣带回的参与。