Beberapa pasien sakit kepala yang menggunakan magnesium melaporkan bantuan dari migrain. Namun, penelitian mengenai efektivitas magnesium untuk migrain terbatas. Penulis sebuah penelitian di Jerman tahun 1996 menulis bahwa magnesium oral dosis tinggi tampaknya efektif dalam mengobati migrain (Peikert et al., 1996). Magnesium diduga mempengaruhi perubahan pada pembuluh darah di otak.