垂体腺瘤早期可仅表现为瘤内内分泌细胞产生过量激素所致的内分泌功能亢进，随着肿瘤的发展和长大，肿瘤压迫、侵蚀垂体组织及蝶鞍周围结构，从而出现头痛的表现。
早期2/3的病人都有头痛的症状，位于双颞部、前额、鼻根和眼球后，程度较轻，呈间歇性发作，多系肿瘤牵拉鞍膈所致。一旦肿瘤突破鞍膈，鞍内压降低，头痛可明显减轻或消失。晚期头痛则因肿瘤向鞍旁发展，侵及颅底硬脑膜及大血管，刺激三叉神经末梢引起双颞侧疼痛。
向上发展的巨大垂体腺瘤可突入第三脑室，造成室间孔或导水管梗阻，形成梗阻性脑积水，颅内压增高，其所致头痛较为剧烈。肿瘤内坏死、出血时，瘤内压急剧增高，可突然出现剧烈的头痛。