Cluster-Kopfschmerz ist eine andere Art von Kopfschmerzen, die in Form von Anfällen auftritt. Es ist eine sehr schmerzhafte Art von Migräne, die relativ selten ist. Cluster-Kopfschmerzen kommen in Schüben von schweren, pochendenen oder stechenden Schmerzen, beschränkt auf ein Auge. Das betroffene Auge ist rot, geschwollen und tränend. Einige Cluster-Kopfschmerzen werden durch eine laufende Nase und Schwitzen im Gesicht oder Stirn begleitet. Cluster-Kopfschmerz-Anfälle treten in Schüben (Clustern) von ein paar Wochen bis zu, in einigen Fällen, mehreren Monaten auf. Ein Anfall dauert in der Regel höchstens drei Stunden, mit Schmerzen so stark, dass an Cluster-Kopfschmerzen Leidende sich gezwungen fühlen sich zu bewegen.
Die zugrunde liegende Ursache von Cluster-Kopfschmerzen ist bisher noch unklar. Da der Schmerz hinter dem Auge auftritt, wo sich der Trigeminus (der fünfte Hirnnerv) befindet, wird vermutet, dass dieser Nerv eine wichtige Rolle bei der Entstehung dieser Art von Kopfschmerzen spielt.