咳嗽时头疼是一种较为常见的现象，其背后涉及多种因素。下面将详细分析引发这种症状的常见原因。
咳嗽会使胸腔内压力急剧上升，进而影响静脉回流，导致颅内静脉血回流受阻。这会使得颅内压力升高，刺激颅内的痛觉敏感结构，从而引发头疼。这种情况在剧烈咳嗽时更为明显，因为咳嗽力度越大，胸腔内压力变化越显著，对颅内压力的影响也就越大。例如，患有严重呼吸道感染导致频繁剧烈咳嗽的患者，就很容易出现因颅内压升高而引起的头疼。头疼的程度可能与咳嗽的强度和持续时间相关，咳嗽越剧烈、持续时间越长，头疼可能越严重。
咳嗽过程中，身体会处于应激状态，体内会分泌一些物质，如肾上腺素等。这些物质会使血管扩张，尤其是头部的血管。血管扩张后，血管壁上的感受器受到刺激，就会产生头疼的感觉。此外，咳嗽导致的呼吸加快，会使体内二氧化碳排出过多，引起呼吸性碱中毒，也可能进一步促使脑血管扩张。对于本身血管调节功能较差的人来说，这种血管扩张引起的头疼会更为突出。比如，老年人的血管弹性相对较差，在咳嗽时更容易因血管扩张而出现头疼症状。
头部和颈部的神经分布较为复杂，而且与呼吸道的神经存在一定的关联。当咳嗽发生时，呼吸道的神经受到刺激，这种刺激可能会通过神经传导通路牵涉到头部的神经，从而引起头疼。这种神经牵涉痛通常具有一定的放射性，可能会从颈部向头部放射。例如，患有咽炎、扁桃体炎等上呼吸道疾病的患者，在咳嗽时可能会因为咽喉部的神经刺激，通过神经传导引起头部的牵涉痛。头疼的部位可能与受刺激的神经分布区域有关，不同的神经牵涉可能导致不同部位的头疼。
频繁咳嗽会影响正常的呼吸节律，导致呼吸急促、换气不足，使身体处于缺氧状态。大脑对缺氧非常敏感，一旦缺氧，大脑的正常代谢和功能就会受到影响，从而引发头疼。尤其是在长时间剧烈咳嗽后，身体的缺氧情况可能会更加明显。比如，患有慢性阻塞性肺疾病的患者，本身呼吸功能就存在一定障碍，咳嗽时更容易出现缺氧症状，进而导致头疼。头疼的同时，患者可能还会伴有头晕、乏力等其他缺氧相关的症状。
如果患者本身患有一些其他疾病，如高血压、偏头痛等，咳嗽可能会诱发或加重头疼症状。对于高血压患者来说，咳嗽时胸腔内压力的变化可能会影响血压的稳定，导致血压进一步升高，从而引发头疼。而偏头痛患者，咳嗽可能成为诱发偏头痛发作的一个诱因，其头疼的特点通常具有偏头痛的典型特征，如单侧搏动性头疼、伴有恶心、呕吐等症状。此外，鼻窦炎患者在咳嗽时，鼻窦内的压力变化也可能加重炎症刺激，导致头疼加剧。