Dokter akan meminta pasien untuk mendeskripsikan lokasi nyeri, karakteristik nyeri, lama berlangsungnya nyeri, tingkat keparahan, faktor yang memperburuk atau meredakan nyeri, gejala yang menyertai sakit kepala, dan kapan nyeri biasa muncul.
Bila terdapat dugaan bahwa sakit kepala disebabkan oleh suatu penyakit, dokter dapat melakukan sejumlah pemeriksaan penunjang berikut ini:
- Tes darah, untuk memeriksa ada tidaknya infeksi yang bisa menyebabkan sakit kepala
- Pemeriksaan tekanan bola mata, untuk mendeteksi kemungkinan sakit kepala disebabkan oleh glaukoma
- Pemindaian dengan CT scan atau MRI, untuk memeriksa apakah sakit kepala disebabkan oleh tumor atau kerusakan otak
- Pungsi lumbal, untuk mendeteksi adanya infeksi di otak dengan memeriksa sampel cairan otak dan saraf tulang belakang
- Elektroensefalografi, untuk mengukur gelombang listrik otak jika sakit kepala disertai kejang