I disturbi genetici singoli che provocano emicranie sono rari. Uno di questi è noto come emicrania emiplegia familiare, un tipo di emicrania con aura, che è ereditato in modo autosomica dominante. Quattro geni sono stati dimostrati coinvolti nella emicrania emiplegia familiare. Tre di questi geni sono coinvolti nel trasporto di ioni. Il quarto è una proteina assonale associata al complesso di esocitosi. Un altro disturbo genetico associato alla emicrania è la sindrome di CADASIL o l'autopatia arteriosa dominante con infarti subcorticali e leucopatia.
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