Pozostałe czynniki odkryto dzięki biologii molekularnej oraz badaniom nad genomami. Najprawdopodobniej również nieprawidłowe zmiany (mutacje) jednego określonego genu są odpowiedzialne za powstawanie migreny. Różne mutacje tego genu wywołują różne choroby, jak na przykład rzadko występującą "rodzinną migrenę hemiplegiczną", której towarzyszy wielogodzinne a nawet wielodniowe porażenie połowicze (hemiplegia). W międzyczasie wzrasta liczba dowodów na to, że mutacje tego genu mają także znaczenie w powstawaniu zwykłych postaci migreny z aurą i bez aury. W jaki sposób mutacja tego genu może prowadzić do migreny? Jakie mechanizmy się za tym kryją? W tej chwili są to nie cierpiące zwłoki pytania, którymi zajmują się naukowcy badający zjawisko migreny.

Tymczasem coraz więcej wiadomo na temat niektórych tak zwanych hormonów przekaźnikowych produkowanych przez sam organizm, które odgrywają ważną rolę w całym "wieloprzyczynowym" zjawisku migreny. Jednym z przykładów jest serotonina, hormon przekaźnikowy, znany wielu osobom jako "hormon szczęścia". Jeżeli komuś chwilowo brakuje tego hormonu, to będzie on wówczas raczej nieszczęśliwy: istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że u takiej osoby wystąpi atak migreny. Serotonina ma między innymi za zadanie zwężanie lub rozszerzanie naczyń krwionośnych w mózgu. W przypadku niedoboru serotoniny naczynia w mózgu się zwężają - skutkiem tego zmniejsza się dopływ krwi do mózgu, co jest przyczyną występowania typowych dla migreny nudności, zaburzeń czucia, drażliwości, itd. Po pewnym czasie naczynia ponownie się rozszerzają, a krew napływa w zwiększonej ilości do mózgu - tym wyjaśnia się zjawisko falowo narastających i ustępujących pulsujących bólów głowy, które atakują chorego na migrenę w głównej fazie jej ataku. Ponadto wewnątrzpochodnej substancji przekaźnikowej jaką jest tlenek azotu (NO) przypisuje się istotną rolę przy powstawaniu migreny. Tlenek azotu (NO) wykazuje również działanie rozszerzające naczynia krwionośne, a ponadto wydaje się, że ma on za zadanie wzmacnianie objawów bólowych. Jeżeli organizm z jakichkolwiek przyczyn wytwarza zbyt dużo tlenku azotu, wywołuje to natychmiast migrenowe bóle głowy, które to objawiają się o wiele silniej u osób chorujących na migrenę niż u osób zdrowych. Dokładne mechanizmy działania tlenku azotu (NO) muszą jeszcze zostać wyjaśnione.

Ustalono także, że w pewnych sytuacjach do zmian w mózgu, a być może także do zmian zapalnych naczyń krwionośnych, dochodzi w wyniku działania czynników wyzwalających (tzw. wyzwalaczy, ang.: Trigger). W stanie zapalnym, znajdujące się w mózgu receptory bólu stają się prawdopodobnie tak bardzo wrażliwe na ból, że już same zmiany średnicy naczyń krwionośnych wywołuje typowy pulsujący migrenowy ból głowy. Więcej informacji na temat tych wyzwalaczy oraz sposobów ich rozmoznawania i eliminacji znajduje się w rozdziale "Określ swój czynnik wyzwalający".