颈椎病的发病机制还不完全清楚，机械压迫、颈椎不稳定、脊髓血液循环障碍等都是公认的发病因素。但是，这并不能完全说明临床上的很多现象。例如，有些患者的影像学检查显示脊髓压迫很重，但脊髓损伤的临床表现很轻，有些患者的颈脊髓压迫不重，但脊髓损伤的症状很重。压迫与脊髓损伤程度不成正比。一些脊髓型颈椎病患者的神经损伤症状时重时轻，颈部活动时重，卧床休息一段时间后症状减轻。这表明颈椎病的发病机制可能有其他因素。
最近的研究证明，慢性炎症反应会引起颈椎病。在颈椎病患者突出间盘组织边缘，可见小血管增生、炎细胞浸润、组织浮肿、纤维素样渗出等慢性炎症反应的表现。
研究还证实，突出颈椎间盘组织炎症介质增加，包括一氧化氮、前列腺素E2和细胞因子白介素1、白介素6、肿瘤坏死因子α和金属基质蛋白酶等。炎症介质可损伤突出的间盘周围组织(包括脊髓等神经组织)。颈椎病患者的炎症反应可损伤脊髓、神经根等组织(炎症介质直接损伤、炎症组织压迫等)，参与颈椎病的发病过程。
炎症反应的原因包括物理化学因素、机械因素、生物因素和免疫反应。在过去的研究中，椎间盘髓核组织可以为自己的抗原引起自己的免疫反应。硬膜外腔内存在大量血管组织，突入其中的间盘组织撕裂血管，新生血管生长到突出组织内，巨大的细胞浸润，引起炎症反应。除上述原因外，颈椎不稳定可增加局部应力，造成组织损伤、局部新生血管形成、炎症细胞浸润。此外，颈椎不稳定也是炎症反应的原因之一。
关于脊髓型颈椎病自然病史的研究表明，只有少数患者长期处于良性稳定状态，大多呈现相对恶性化的发展趋势。
