Klasterowe bóle głowy charakteryzują się napadowymi atakami bólowymi występującymi okresowo. Okresy nazywane są rzutami i pojawiają się w różnych odstępach czasowych. Rzuty mają różną długość trwania (niekiedy nawet do kilku miesięcy), różnią się również czasem trwania bólu. Charakterystyczny dla choroby jest trudny do wytrzymania ból umiejscowiony w okolicy oczodołu (zwykle po jednej stronie), trwający od kilku minut do około trzech godzin. W ciągu doby może wystąpić do 8 tego rodzaju epizodów. Ból głowy Hortona często jest mylony z migreną. Zdarza się, że towarzyszą mu objawy takie jak: łzawienie z oczu, opadanie powieki, zwężenie źrenic czy pocenie na twarzy. Chory podczas ataku bólu bywa też znacznie pobudzony. Choroba najczęściej rozpoczyna się po 20. roku życia, siedmiokrotnie częściej występuje u mężczyzn niż u kobiet. Klasterowe bóle głowy przejawiają tendencję do wygasania wraz z biegiem lat.