Nyeri kepala kluster (cluster headache) adalah suatu nyeri kepala yang terjadi secara berulang pada suatu pola siklus, merupakan salah satu jenis nyeri kepala yang paling menyakitkan. Nyeri kepala kluster dapat membuat seseorang terjaga di malam hari akibat nyeri berat di sekitar mata, di salah satu sisi kepala.
Serangkaian serangan nyeri, yang dikenal sebagai periode kluster, dapat terjadi selama beberapa minggu hingga beberapa bulan, biasanya diikuti dengan periode remisi, yaitu ketika nyeri kepala berhenti. Selama masa remisi, nyeri kepala tidak muncul selama beberapa bulan dan terkadang sampai beberapa tahun.
Nyeri kepala kluster merupakan salah satu nyeri kepala yang jarang terjadi dan tidak membahayakan. Beberapa terapi dapat membuat periode nyeri kepala kluster menjadi lebih pendek dan menurunkan tingkat keparahan nyeri.