Два вида кислородна терапия може да бъде приложена при мъчително главоболие. Обзорът на няколко малки клинични изпитвания показа, че хипербарната оксигенация може да облекчи симптомите на мигрената, докато нормобарната дава добри резултати при клъстерното главоболие.

Мигренозните атаки обикновено протичат с пулсираща болка, локализиран на определено място в главата, и се придружава от гадене, повръщане и особено висока чувствителност към светлина и шум. При клъстерното главоболие наблюдаваме остра пронизваща болка в едната половина на главата, включително в окото, която продължава от 15 минути до няколко часа и се повтаря на известен перидо от време в продължение на седмици, месеци. При хипербарната оксигенация се осигурява вдишването на чист кислород в камера под високо налягане. При нормобарната кислородът се прилага чрез преносим апарат при естествени условия. Последната отдавна е прилаган като средство за облекчаване на главоболието. За другият вид обаче са събрани малко клинични данни.

Засега още не е доказано защо оксигенацията има благоприятен ефект върху мигренозните атаки. Предполага се вазоконстрикция и някои биохимични процеси. При клъстерното главоболие от друга страна се смята, че кислородът повлиява биоактивността на определени мозъчни зони.