頸椎病通常發(fā)生在頸椎下段（尤其是C4-C7），但也可能在各節(jié)段都存在，特別是在老年人中更是如此。典型的變化過程始于椎間盤，可能是隨年齡增加而出現(xiàn)的蛋白聚糖矩陣損失的結(jié)果，其次是由椎間盤含水量減少所致。脫水的椎間盤變硬并開始皺縮，造成部分或全部解體。有時(shí)椎間盤可能急性突出，引起癥狀。即使不發(fā)生椎間盤突出，也會(huì)出現(xiàn)椎間盤空間變窄以及一些反應(yīng)性和代償性的變化：外面的髓核退化對(duì)椎體邊緣施壓，使椎體上生成骨贅（即通常所說的骨質(zhì)增生），磨損關(guān)節(jié)，形成骨橋；黃韌帶也可能發(fā)生增厚、骨化。有些人還會(huì)出現(xiàn)后縱韌帶增厚、骨化。因?yàn)樽刁w逐漸受損，頸椎可能失去其正常的生理前曲。

當(dāng)頸椎病進(jìn)展時(shí)，可能會(huì)損害神經(jīng)組織。這種損害最常發(fā)生在C5-C7水平，因?yàn)榇颂幍念i椎病通常最重。最常見的是穿出神經(jīng)管的神經(jīng)根受損。這是椎骨關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)和鉤突關(guān)節(jié)上骨贅生成的結(jié)果。這些骨贅侵占椎間孔，引起椎間孔狹窄，神經(jīng)和神經(jīng)外膜受壓。當(dāng)脊柱進(jìn)行伸展、側(cè)屈和（或）旋轉(zhuǎn)活動(dòng)時(shí)可能會(huì)加重椎間孔狹窄，導(dǎo)致神經(jīng)損害。

少數(shù)人的脊髓也可能受到損害，產(chǎn)生脊髓病綜合征。但并非所有脊髓受壓的患者都會(huì)有癥狀出現(xiàn)。頸椎病可能會(huì)從三個(gè)方面造成脊髓損害。首先，侵占椎管空間造成椎管狹窄的骨贅，脊韌帶(前縱韌帶)或間盤物質(zhì)可能會(huì)對(duì)脊髓產(chǎn)生靜力性的機(jī)械壓迫。有先天性椎管狹窄時(shí)，脊髓尤其易受靜力性機(jī)械壓迫的打擊。脊髓壓迫可以來自任何方向，但最常見的是沿著前后向軸的壓迫。前方的壓迫由椎體后表面上的骨贅、間盤物質(zhì)引起，少數(shù)情況下也可由增厚或骨化的后縱韌帶引起。由于脊髓在椎管內(nèi)是從前方受到壓迫，因此頸椎正常生理前曲的消失會(huì)加劇脊髓前方的壓迫。脊髓側(cè)方和后方所受的壓迫來自于椎弓上的骨贅或增厚的黃韌帶。當(dāng)脊髓受壓達(dá)到30%或更多時(shí)，病人往往就會(huì)出現(xiàn)癥狀，但這也會(huì)因人而異。有嚴(yán)重椎管狹窄的病人也會(huì)有更大的合并創(chuàng)傷性脊髓損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

動(dòng)力性—機(jī)械性脊髓壓迫也可能會(huì)出現(xiàn)，一般發(fā)生在正常頸部的屈伸活動(dòng)加重脊髓損害時(shí)。頸部屈曲使椎管的前后徑減少2～3 mm，造成骨贅對(duì)脊髓前后向的壓力。頸部伸展使黃韌帶將脊髓擠壓在前方的骨贅上。頸部側(cè)方運(yùn)動(dòng)可能造成神經(jīng)根壓迫，引起根性癥狀。最后，骨贅還可能壓迫脊髓血管，減弱脊髓內(nèi)的血液循環(huán)，造成神經(jīng)缺血性脊髓病。