丛集性头痛也称“自杀性头痛”，是一种罕见且疾病负担极大的原发性头痛，发作时疼痛可达重度到极重度。随着神经高级影像学的快速发展，多模态磁共振成像技术在探索疾病与临床症状相关的病理生理机制中作出重要贡献。在丛集性头痛患者中，通过脑白质扩散张量成像、静息态功能磁共振成像等多种影像学模式分别从结构及功能上对其病理生理学基础进行探索，目前已有初步认识，主要涉及三叉神经血管系统、副交感神经纤维（三叉神经自主反射）和下丘脑同步异常活动。本文对多模态磁共振成像在丛集性头痛中的探索应用作一综述。