Os exames complementares devem ser indicados quando existe algum sinal de alarme na anamnese e exame físico que indique a presença de causas secundárias para a dor de cabeça. Podem ser necessários exames laboratoriais tais como hemograma (triagem infecciosa), VHS (na suspeita de arterite temporal), sorologias (HIV, sífilis…). radiografia da coluna cervical , no caso de cefaléia cervicogênica.
A tomografia computadorizada e ressonância magnética de encéfalo são os principais exames de imagem na investigação de cefaleias secundárias. Por outro lado, o eletroencefalograma não tem indicação clínica na investigação de uma cefaleia (esta é uma dúvida frequente dos pacientes). Na suspeita de neuroinfecção (meningites) o exame do líquor é essencial. A pesquisa de bactérias, fungos, tuberculose e sífilis podem ser realizados por este exame.
