頸椎病的發病機制還不完全清楚，機械壓迫、頸椎不穩定、脊髓血液循環障礙等都是公認的發病因素。但是，這並不能完全説明臨牀上的很多現象。例如，有些患者的影像學檢查顯示脊髓壓迫很重，但脊髓損傷的臨牀表現很輕，有些患者的頸脊髓壓迫不重，但脊髓損傷的症狀很重。壓迫與脊髓損傷程度不成正比。一些脊髓型頸椎病患者的神經損傷症狀時重時輕，頸部活動時重，卧牀休息一段時間後症狀減輕。這表明頸椎病的發病機制可能有其他因素。
最近的研究證明，慢性炎症反應會引起頸椎病。在頸椎病患者突出間盤組織邊緣，可見小血管增生、炎細胞浸潤、組織浮腫、纖維素樣滲出等慢性炎症反應的表現。
研究還證實，突出頸椎間盤組織炎症介質增加，包括一氧化氮、前列腺素E2和細胞因子白介素1、白介素6、腫瘤壞死因子α和金屬基質蛋白酶等。炎症介質可損傷突出的間盤周圍組織(包括脊髓等神經組織)。頸椎病患者的炎症反應可損傷脊髓、神經根等組織(炎症介質直接損傷、炎症組織壓迫等)，參與頸椎病的發病過程。
炎症反應的原因包括物理化學因素、機械因素、生物因素和免疫反應。在過去的研究中，椎間盤髓核組織可以為自己的抗原引起自己的免疫反應。硬膜外腔內存在大量血管組織，突入其中的間盤組織撕裂血管，新生血管生長到突出組織內，巨大的細胞浸潤，引起炎症反應。除上述原因外，頸椎不穩定可增加局部應力，造成組織損傷、局部新生血管形成、炎症細胞浸潤。此外，頸椎不穩定也是炎症反應的原因之一。
關於脊髓型頸椎病自然病史的研究表明，只有少數患者長期處於良性穩定狀態，大多呈現相對惡性化的發展趨勢。
