Daugelis žmonių, kurie kreipiasi dėl migrenos, turi šia liga sergančių giminių. Jei migrena nulemta genetiškai, artimiausi pacientų
giminės labiau rizikuoja ja susirgti negu kiti populiacijos nariai. Kopenhagoje atlikti epidemiologiniai tyrimai rodo, kad migrena
sergančių pacientų artimiausiems giminaičiams santykinė tikimybė susirgti migrena be auros yra 1,9 karto, o migrena su aura – 1,4. Jei konkretus pacientas serga migrena su aura, tikimybė susirgti migrena be auros nepadidėja, tačiau migrenos su aura tikimybė padidėja 3,8 karto. Šie duomenys reiškia, kad papildomi genetiniai veiksniai turi įtakos tik migrenai su aura. Migrenos paplitimo tyrimai tarp monozigotinių ir dizigotinių dvynių rodo, kad migrena 40–50 proc. priklauso nuo genetinių veiksnių. Tikėtina, kad migreną nulemia nedidelis atskirų genų skaičius. Dalis šių genų lemia auros simptomus. Šeiminė hemipleginė migrena yra vienintelė migrenos rūšis, kurios Mendelio tipo paveldimumas nustatytas. Šios retos migrenossu aura požymis yra autosominis dominantinis paveldimumas, hemiparezė priepuolių metu ir kartais gili koma su ilgai trunkančia hemiplegija. Daliai pacientų tarp priepuolių pasireiškia permanentiniai neurologiniai simptomai, pvz., nistagmas ir ataksija.

Dalis sergančių šeimų turi 19 chromosomos defektą, kuris lemia kalcio kanalo α1A dalį. Kiti susiję su 1 chromosoma, o dalies nepavyksta aptikti. Be to, yra įrodymų, kad šis 19 chromosomos kalcio kanalo genas yra susijęs su labiau paplitusiomis migrenos formomis. Migrena autosominiu dominantiniu būdu taip pat pasireiškia dalyje šeimų, kuriose sergama autosomine dominantine arteriopatija su požievio infarktais ir leukoencefalopatija (CADASIL) – subrendus prasidėjusia paveldima liga, pažeidžiančia smulkių smegenų arterijų vidurinį sluoksnį. Ji taip pat susijusi su 19 chromosomos trumpuoju petimi. 90 proc. CADASIL sergančių pacientų buvo aptiktos 19p13 chromosomos Notch3 geno 25 missense mutacijos. CADASIL yra reta, tačiau kartu per retai diagnozuojama liga. Ši liga sparčiai vystosi, jai būdinga migrena su aura. Galvos smegenų MRT tyrimai rodo baltosios medžiagos hiperintensyvumą (nuo trečiojo iki ketvirtojo dešimtmečio), pasitaiko ankstyvų insultų (penktasis dešimtmetis) ir požievinė demencija dėl difuzinės leukoencefalopatijos (šeštasis dešimtmetis). Neseniai aptiktas ryšys su 19p13 chromosoma šeimose, kuriose sergama tipine autosomine dominantine migrena, leidžia daryti prielaidą, kad dalies pacientų kitokio tipo migreną nulemia Notch3 genas. 6 proc. migrena sergančių žmonių yra jaunesni negu 50 metų, nepriklauso kraujagyslių ligų rizikos grupei ir neserga autoimuninėmis ar mieliną pažeidžiančiomis ligomis, tačiau jų galvos smegenų MRT tyrimai rodo baltosios medžiagos hiperintensyvumą. Todėl pacientams, kurie serga šeimine migrena (ypač susijusia su ilgalaike afazijos ir motorine aura), galima įtarti CADASIL. Reikia atlikti visų pacientų, kurie serga autosomine dominantine migrena su ilgalaike atipine aura ir kuriems nustatytas baltosios medžiagos intensyvumas, molekulinę diagnozę.