As dores de cabeça de sobrancelha são mais frequentemente causadas por uma infecção ou tensão sinusal ou cefaleias em clusters. As causas menos comuns de dor nas sobrancelhas incluem glaucoma agudo de ângulo fechado e arterite temporal. A contracção da sobrancelha, embora tipicamente não seja dolorosa, muitas vezes não tem causa conhecida e é geralmente de curta duração.
As causas mais comuns de dor nas sobrancelhas são sinusite, dores de cabeça de tensão, e dores de cabeça de cachos. A sinusite é causada por uma infecção na cavidade sinusal, que se encontra atrás do rosto. Durante a resposta imunitária contra a infecção, os seios nasais tornam-se inflamados, produzindo dor e pressão que irradiam para fora das áreas das sobrancelhas e das bochechas superiores. Antibióticos para destruir a infecção e analgésicos são frequentemente utilizados para tratar este tipo de dor.
As dores de cabeça de tensão são uma sensação de dor ou desconforto na zona da cabeça, especialmente em torno das sobrancelhas. Estes tipos de dores de cabeça sentem-se frequentemente como se a cabeça estivesse a ser comprimida. A razão exacta para uma dor de cabeça de tensão raramente é conhecida, mas algumas das causas mais comuns são a falta de sono, stress, ou o aparecimento de uma constipação ou gripe.
As dores de cabeça de grupo são dores de cabeça fortes concentradas frequentemente em torno da testa inferior e são outra causa comum de dores nas sobrancelhas. Estes tipos de dores de cabeça recebem o seu nome porque muitas vezes vêm em grupos ou ondas e depois diminuem durante um curto período de tempo. Tanto a tensão como as dores de cabeça em grupo são tratadas com medicamentos de venda livre ou com receita médica para a dor.
Duas outras causas menos comuns de dores nas sobrancelhas são glaucoma agudo de ângulo fechado e arterite temporal. O glaucoma agudo de ângulo fechado é uma forma rara de glaucoma que produz uma pressão intra-ocular rapidamente acelerada e resulta em dores oculares graves que se podem propagar à região da sobrancelha. Esta forma de glaucoma é tratada com medicamentos para reduzir a pressão no interior do olho, ou com cirurgia. A arterite temporal é uma doença em que as principais artérias que fornecem sangue à cabeça incham, reduzindo o fornecimento de alimento e sangue à cabeça. Esta doença pode resultar em dor intensa na região da sobrancelha e do maxilar.
Espasmos musculares na sobrancelha ou pálpebra ou tremores involuntários na área da sobrancelha ou pálpebra são irritantes mas não são uma indicação de um problema. Estes espasmos musculares incontroláveis, também conhecidos como blefarospasmos essenciais benignos (BEB), aparecem tipicamente durante alguns dias e depois desaparecem. O BEB não tem causa conhecida, mas muitas pessoas sentem que este problema ocorre quando os padrões normais de sono são interrompidos ou quando o sono deficiente é sentido há vários dias. Muitas vezes estes espasmos param após uma boa noite de sono.