頸椎病的病理機制比較復雜，目前仍然不太清楚，它的發病是一個連續的過程，根據其臨床表現和病理過程可以簡單分為三個期：
第一期是椎間盤變性期，椎間盤變性是從二十歲就已經開始，髓核是一種膠狀體，含水量很高，吸濕性很強，由于其內在的滲透壓能吸收排出水分，其營養由椎體內血液的彌散作用來供應。髓核發生變性以后其中的硫酸軟骨素和含水量逐漸減少，膨脹和彈性模量均減退，易被壓縮，髓核膠質結構變為不均勻，呈泥漿樣，纖維環變性所造成的椎節不穩是髓核退變加速的主要原因，可見纖維變性總腫脹斷裂，此時髓核脫水，彈性模量改變髓核容易通過裂隙向外突出，進入椎體形成許莫氏結節，如果隨著軟骨板向后突出則會壓迫脊髓神經根產生癥狀。
第二期是骨贅形成期是椎間盤變性期的延續，來源于韌帶椎間盤間隙血腫的機化鈣化和骨化，不過在血腫機化以前采取有效的措施這一過程有可能逆轉。一旦形成了骨贅難以逆轉，大多數患者均需要行外科手術切除。
第三期是刺激壓迫期。僅僅椎間盤退變和骨贅形成不是頸椎病，只有在合并繼發性改變壓迫或者刺激了鄰近的組織和結構導致了臨床上相應的癥狀才能說是頸椎病，這也是頸椎病與頸椎退變之間的區別。前方壓迫以退變椎間盤和骨贅為主，正中壓迫脊髓或者脊髓前中央動脈和動脈溝，前中壓迫和側方的壓迫主要壓迫脊髓的前角與前索，出現一側或兩側的錐體束的癥狀主要表現為，四肢的感覺肌力的減退。
