Một đĩa đệm cột sống bao gồm hai phần chính: hạt nhân giống như thạch ở trung tâm của đĩa và lớp ngoài cùng, được gọi chung là xơ hóa mô. Hai thành phần này tạo điều kiện cho sự di chuyển của cột sống và cung cấp hỗ trợ cho các đốt sống.

Thoái hóa đĩa đệm hoặc chấn thương có thể làm cho nhân thoát vị thông qua các lớp yếu của đĩa đệm bên ngoài và rò rỉ ra khỏi xơ hóa annulus vào ống sống.

Trong trường hợp thoát vị đĩa đệm cột sống thắt lưng, điểm yếu trong xơ hóa xương sống nằm ngay dưới rễ thần kinh cột sống, do đó thoát vị ở khu vực này có thể gây áp lực trực tiếp lên dây thần kinh.

Rễ thần kinh kéo dài xuống chân, và bất kỳ loại chèn ép hoặc áp lực nào lên dây thần kinh ở cột sống dưới có thể gây đau, tê, ngứa ran hoặc yếu đi dọc theo đường đi của dây thần kinh xuống chân. Tuy nhiên, nhiều người đã cho thấy một đĩa đệm thoát vị trên quét MRI nhưng không có đau liên quan, vì vậy không phải tất cả các đĩa đệm thoát vị sẽ gây ra các triệu chứng.