年龄是发病的重要因素，60岁以上的人约有80%具有本病的影像学改变，但不一定都有症状。肥大性脊椎骨关节病的病变主要发生于椎间关节和椎间盘。引起原发病变的大多为创伤(包括直接或间接暴力所致的骨折、脱位或椎间关节软骨损伤等);长期重体力劳动所致的慢性劳损;长期腰部过度运动，如练体操、杂技、武术等所导致的骨骺损伤等。此外，椎体畸形、脊柱侧凸或后凸、姿势不正以及脊椎骨骺炎或其他病变所致的后遗椎体楔形变等因素，导致椎间关节和椎间盘负荷不均匀，故在应力过大的部位产生骨关节病。肥胖将增加负荷，也是致病诱因之一。椎间盘突出或退化后，弹力减退，丧失吸收震荡应力的能力，也是导致本病日益加剧的动因。

椎间盘退化后，其纤维软骨为纤维组织所替代，失去抗震能力，使相对应的椎体面受到经常的过分挤压和撞击，导致软骨板损伤和反应性骨质增生，产生不规则骨质硬化和边缘骨赘形成。椎间隙狭窄、椎体楔形变和脊椎畸形使后方的椎间关节突位置不正常，应力增大，负荷分布不匀，关节软骨因而被磨损，也产生关节间隙狭窄，软骨下骨质硬化、不规则，其顶端骨质增生变尖，由此而产生椎间关节半脱位，下脊椎的上关节突向上移位，或上椎体在下椎体上向前滑移，使椎间隙进一步狭窄，挤压位于神经孔内的神经根，也可造成所谓退行性脊椎滑脱，或无脊椎峡部不连的脊椎滑脱。