Pozytywny efekt suplementacji magnezu wykazuje się w profilaktyce migreny. W wyniku badań stwierdzono, że liczba dni z objawami migreny oraz ilość leków używanych w celu łagodzenia objawów była znamiennie niższa w grupie suplementowanej. Magnez ma dobry profil tolerancji, a skuteczność jego stosowania została opisana w kilku badaniach klinicznych. W jednym z nich oceniano rolę doustnej suplementacji magnezu w zmniejszeniu częstości i nasilenia migrenowych ataków bólu głowy.

Stwierdzono w nim, że istotnemu zmniejszeniu uległa częstość i czas trwania ataków bólowych oraz ilość leków stosowanych objawowo. Dwa inne badania potwierdziły również skuteczność doustnej postaci magnezu w profilaktyce migreny. Magnez znalazł również swoje zastosowanie w migrenie związanej z cyklem menstruacyjnym (60% kobiet doświadcza migreny w okresie miesiączkowania), w leczeniu bólów głowy u kobiet ciężarnych oraz u dzieci.