Hoofdpijn krijgen door vermoeidheid heeft vaak een andere oorzaak. Ergens is een storing in het lichaam die de vermoeidheid en daarmee de hoofdpijn veroorzaakt. Hoofdpijn kan dus een gevolg van vermoeidheid zijn maar is zelden zelf de oorzaak. Belangrijk om de hoofdpijn te verminderen is dus de oorzaak van de vermoeidheid te achterhalen.
Heel vaak is de oorzaak te vinden in de spieren die zich direct in de omgeving van het hoofd bevinden. De spieren raken overbelast, het hoofd neemt een andere houding aan waardoor een normale bloeddoorstroming kan worden belemmerd. In het hoofd kan een tekort aan zuurstof ontstaan wat hoofdpijn veroorzaakt. Een goed voorbeeld hierbij is een stijve nek. Het draaien van het hoofd gaat niet normaal omdat er spieren verkrampt zijn, men neemt de meest comfortabele houding aan maar raakt hierdoor ook vermoeid. De vreemde houding en het verkeerde functioneren veroorzaken hoofdpijn.
Een andere oorzaak van hoofdpijn is de vermoeidheid van de ogen. Door het constante samentrekken van de oogspieren raken deze vermoeid, de vermoeidheid van de ogen veroorzaakt de hoofdpijn. Mensen die slecht kunnen zien hebben vaak last van hoofdpijn door het samenknijpen van de ogen. Ook bij een normale verkoudheid of verstopte neus kan hoofdpijn door vermoeidheid ontstaan, deze keer veroorzaakt door een belemmerde toevoer van zuurstof en afvoer van koolzuur in de luchtwegen. Door de slechte luchtzuivering in de longen ontstaat vermoeidheid, het overschot aan koolzuur kan hoofdpijn veroorzaken. Bij de combinatie van vermoeidheid en hoofdpijn is de oorzaak meestal de vermoeidheid.