神經衰弱頭痛是非搏動性深部疼痛，多見于枕、顳、額等部位，并可能擴散到頸部、肩背部，其性質為發緊、麻木、重壓感、鈍痛、酸痛、刺痛或痙攣性牽扯樣疼痛，轉動頭部可加重，尤其是肩背部肌肉明顯，病人常感到頭頸部僵硬，活動不靈，疲勞，甚至稍有活動疼痛加劇，按摩或用拳輕叩擊局部，則覺得十分輕松或疼痛得以緩解，部分病例頭皮或肩背部皮膚感覺遲鈍;部分皮膚感覺過敏，撫摸或牽拉頭發即感到頭皮非常疼痛，持續數月或長。
而偏頭痛則以一側或雙側疼痛，以額顳部跳痛為主，并伴有惡心嘔吐、面色蒼白等植物神經功能癥狀，用麥角胺治療有效。
有些病人頭痛較常伴有失眠、煩躁、易激動、抑郁、記憶功能減退等，有時與神經衰弱頭痛不易區分，此時就應詳細進行體格檢查。
神經衰弱頭痛一般不會發現器質性改變，而緊張性頭痛，體檢時常可發現頸、肩、背部肌肉緊張，觸壓該部時有明顯酸痛感覺。若由于頸椎病變，外傷和頭頸部附近組織器官如眼、耳、鼻、喉、牙齒及頭皮和顱骨病變刺激導致了繼發性緊張性頭痛，則可出現頭、面部的局部病征。
對于長期慢性頭痛而各項檢查無特殊發現者，應考慮為神經衰弱頭痛，該頭痛除和偏頭痛區別外，還應該與枕寰部、頸椎、椎旁等頸部器質性病變引起的頭后部疼痛、神經衰弱、癔病、各種內臟疾病等引起的長時間頭痛的基礎上出現的緊張性頭痛，應加以區別。通過了解頭痛的性質，部位，持續時間，伴隨癥狀和促使頭痛加劇和減輕的因素，可以區別，同時還應該和叢集性頭痛，各種腦部疾病所致的各種頭痛相鑒別，以便于治療。