Aivoista todellakin puuttuvat paineeseen, lämpötilaan ja kipuun reagoivat aistinsolut eli tuntoreseptorit. Siksi aivokudosta voidaan leikata potilaan ollessa valveilla aiheuttamatta hänelle kipuaistimuksia. Sen sijaan aivoja suojaavissa ihossa, luissa ja kalvoissa on tuntoreseptoreita, minkä vuoksi kalloa ei voida avata ilman asianmukaista anestesiaa.
Päänsäryn syy on useimmiten muualla kuin aivoissa. Esimerkiksi jännitys- ja tulehdustilojen oireisiin kuuluu päänsärky. Koska kipuaistimus syntyy aina aivoissa, kipuärsykkeitä käsittelevät aivojen osat tulevat ensimmäisenä tietoisiksi siitä. Muualla syntyvä kipu koetaan tällöin päänkivistykseksi. Muun muassa hampaiden tai nenän sivuonteloiden tulehdus saatetaan aistia ennen kaikkea jomotuksena kallon sisällä.
Päänsäryn taustalla on suhteellisen harvoin vakava aivosairaus, esimerkiksi syöpä. Sitä vastoin kymmenisen prosenttia suomalaisista kärsii migreenistä. Migreenikohtaus johtuu nykykäsityksen mukaan aivorungon toimintahäiriöstä ja ilmenee usein toispuoleisena, sykkivänä ja jyskyttävänä päänsärkynä.