脊椎病变及脊柱相关病的发病机制主要包括以下方面：
一、椎管内外无菌炎症
脊椎病变及脊柱相关疾病的发生，椎管内外软组织损伤，所引起的无菌炎性反应，炎性致痛物质一方面刺激神经根鞘及神经根周围的痛觉纤维，引起颈肩腰腿痛等临床症候群。另一方面，导致无菌炎性软组织粘连、结节，累及椎周的脊神经、交感神经节，出现临床脊柱相关性疾病症候群。这些所累及的症状，上至头颅部，下至足趾，同时可累及深至内脏、浅至皮肤的相关症状，涉及临床各科，如：内科病症、神经外科病症、心脑血管病症、五官科病症、口腔科病症、妇科病症、儿科病症、男性科病症。
二、脊柱立体三角动静态失衡
脊柱作为人体骨骼框架的中心力轴，是由多节动态椎骨与其间的椎间盘、椎间关节及椎周的肌腱、韧带稳定结构紧密连结，构成的人体三维动态的中心平衡力轴。脊柱的稳定是靠周围的肌腱韧带构成的无数立体三角区来维系其全方位、多角度的稳定整体。构成脊柱的各个组成部分之间和脊柱与内脏功能之间存在机构上的联系、功能上的协调、病理上的影响。脊柱及其联系的各个组织器官之间，都有各自不同的功能，而这些不同的功能，又都是整体活动的一个组成部分，从而决定了脊柱和各组织器官之间在生理上是互相联系，在病理上则是互相影响的。
“脊柱犹如一条龙，纵看成岭侧成峰；上下相连成‘S’，前二弯曲二后挺。”人体脊柱从侧方看犹如一条游动龙体，上下自然构成四个弯曲，即颈腰弯曲向前弓，胸骶弯曲向后挺，四个不同的弯曲构成了人体躯干部整体的挺直。自然的曲度分解了人体的重量，保护了内脏，缓解了大脑的震荡。而人体之所以能直立行走，从生物力学方面，脊柱的四个自然的“S”形曲度，构成了躯干与下肢的杠杆力作用。而人类从类人猿进化而来，猿类之所以不能直立行走，是因为猿类的脊柱是笔直的，因此猿类不能抬头，不能昂首挺胸。当人类刚刚降生后，处于一种平躺状态，新生儿的脊柱是笔直的。经过尸体解剖发现，三个月后，脊柱出现第一个弯曲—颈曲屈度，因而能够抬头；六个月的小儿，形成了脊柱的第二个弯曲—胸曲屈度，因而能够坐起；一岁时小儿的脊柱形成了第三个脊柱弯曲—腰曲屈度，因而能够行走。一岁以后，小儿骶曲屈度发育得更加完美，可以奔跑、跳跃自如。
对于静态的脊柱，所有的力都处于平衡状态。整个身体在松弛状态下与外在环境的关系，主要依靠体重和地面应力来维持，即为静止性外在平衡。而通过以椎间关节旋转活动为中心，把所有力量的合力调节到与脊柱相平衡的状态，即为静止性内在平衡。当人体的重心落在支重区以外时，人体的内、外平衡系统将进行调节，如利用骨盆倾斜，脊柱侧弯等，使重力中心重返支重区内。
颈椎病之所以在整个脊柱病变和脊柱相关性疾病发病率最高，颈椎在解剖学方面占整个脊柱的不足1/5，是由于颈椎微细解剖结构复杂，神经血管分布丰富。脊柱生物力学方面，上承头颅，下连胸廓，颈椎处于颈胸关节的杠杆力支承点，为颈胸关节的动静交点，同时，颈椎在整个脊柱当中活动度最大、活动最频繁，因而，颈椎病变发病率最高，相关疾病最为广泛，累及临床各科，其累及症状可以说上承头颅，下联足趾，浅至皮肤，深至内脏，是无所不至、无所不及的。据不完全统计，颈椎病所累及的症状有一百多种，占整个脊柱相关病近50%，因而颈椎病及颈椎相关疾病为脊柱病百病之首。
当颈椎上段，环枕关节、环枢关节以及颈3以上出现软组织损伤，筋膜挛缩，小关节错位，可累及颈部的枕大、枕小神经、耳大神经、枕下神经及椎动脉，临床上可出现脑部相关性疾病，头面部及五官科疾病；当颈椎中下段软组织损伤，小关节错位，累及了脊神经及颈交感神经的中节及下节的星状神经节，临床上可引起内分泌系统、神经系统及循环系统疾病。
在整个脊柱中，胸椎位于颈椎下端，由于胸廓的支撑，从生物力学方面，其活动度小、活动频率少，胸椎相对平衡稳定，因而其胸椎病变及胸椎相关性疾病较少。由于胸椎为前曲状态，因而脊柱炎造成的驼背及老年退行变驼背时，其高发节段往往在胸椎段。由于胸椎下段处于整个脊柱中高应力中段，因而高位跌扑伤压缩性骨折往往发生在胸椎下段的胸腰关节周围。
胸椎所致的脊柱相关性疾病，由于胸椎的脊髓侧角发出的交感神经纤维所构成的椎前交感神经节和椎旁交感神经节分布在脊柱两侧。颈椎旁的椎旁交感神经节，其神经纤维来自于胸椎。尤其是颈椎椎旁交感神经的下节与胸椎上节交感神经节构成了星状神经节。因而当颈胸关节出现软组织损伤、小关节错位，刺激或压迫了星状神经节可引起近百种脊柱相关性疾病。而胸椎所致的脊柱相关性疾病，大部分与胸椎所对应的同名内脏相关联。因而胸椎病变所致的脊柱相关性疾病，多引起呼吸系统、循环系统、消化系统及泌尿系统的相关症候群。
腰椎处于脊柱的中下段，上承胸廓、下联骨盆，从脊柱生物力学方面来说，腰椎的生物力学正像颈椎一样，处胸廓的动静交点与骨盆的杠杆力支撑点，再加上腰椎在脊柱中活动度较大、活动频繁，再加上承载负重力较大，因而腰椎的软组织病变及脊柱相关性疾病较多。腰椎与骨盆之间正像“船帆关系”，脊柱像帆，骨盆如船，当骨盆偏歪、旋转移位，左右髂嵴高低不等，往往会造成脊柱的侧弯、前倾、后仰，或椎体前后滑脱，同时会引起下肢的长短腿、阴阳足、外八字等相关的腰腿痛症候群。
腰椎病变中最常见的有：腰椎间盘脱出症、腰肋韧带损伤、髂腰韧带损伤、腰三横突综合症、腰肌劳损、腰椎骨质增生症、腰背部肌筋膜炎等。这些病变皆是导致腰腿痛的常见病、高发病。
腰椎的软组织损伤、筋膜挛缩、小关节错位累及了脊神经、交感神经节，所致的脊柱相关病，多见有泌尿系统疾病、肠道疾病及腰骶关节以下所致的生殖系统疾病。
骶椎位于脊柱下段，骨盆的后方中流砥柱部位，骶骨上承腰椎，下连尾骨，左右构成整个骨盆的一体框架。由于骨盆后方的骶后孔发出了四对骶神经后支，分布在骶髂筋膜区及骶髂关节周围，其骶前孔发出了四对骶神经前支，支配盆腔脏器；骶椎2～4节骶髓侧角分布有副交感神经低级中枢，当骶髂关节半错位、骶髂筋膜挛缩，可造成局部供血障碍，可导致副交感神经低级中枢兴奋性降低，致使内外生殖器血运障碍、功能下降，引起盆腔病变及男女生殖系统疾病。
尾骨属于脊柱下端的末端尾状椎骨，纵观脊柱整体呈悬吊状。由4块退化的尾椎融合而成，上接骶椎，其周边附有骶结节韧带、骶棘韧带，骶结节韧带纤维呈扇形，起于骶尾骨的侧缘，集中附于坐骨结节内侧缘，骶棘韧带位于骶结节韧带的前方。两条韧带对于维持骨盆的稳定有重要意义。两韧带前方有骶丛神经末端及椎前交感神经节构成的奇神经节。当骶髂筋膜挛缩或骶髂关节半错位，或者尾骨偏歪，刺激压迫了骶椎的交感神经低级中枢及尾椎前面的奇神经节，从而出现的临床症状。
