Küme baş ağrılarında, saniyeler süren şiddetli ağrı atakları arka arkaya kümeler halinde geliyor. Bu tip baş ağrısı genelde erkeklerde görülüyor. Ağrı çoğunlukla göz çevresi ve şakakta yoğunlaşıyor ve tek taraflı oluşuyor. Gözde kızarma, yanma, sulanma gibi belirtiler olabilir. Ağrı çok hızlı başlıyor, 10-15 dakikada zirve yapıyor ve 30-45 dakikada sonlanıyor. Ataklar 7 gün de bir görülebileceği gibi yılda bir sıklığında da olabiliyor. Ağrısız dönemlerin süresi 2 haftadan yıllara kadar uzayabiliyor. Ataklar alkol, sigara ve damarlarda genişlemeye yol açan ilaçları kullanmakla tetiklenebiliyor.
Yukarıda belirtilen özelliklerin yanı sıra ağrıların başka bir hastalıkla ilişkili olmadığının tetkiklerle kanıtlanması gerekiyor.