黄韧带肥厚的病因或发病机制尚未清楚，可能与慢性退变、外伤、炎症、代谢障碍等因素有关。脊椎发生退行性变时，黄韧带受到的应力异常很高，其弹力纤维会变性或断裂，长期脊柱退变引起肌肉损伤及修复过程必然使黄韧带肥厚纤维化，最终将导致黄韧带钙化。
由于外伤或其他原因，黄韧带失去其正常柔软和能折起的特性，变为坚厚的纤维组织，甚至可厚达8～16mm，连续的外伤是引起黄韧带肥厚的主要原因，这种过度肥厚可引起椎管狭窄症及神经根的压迫症状，通常易发生在腰4～腰5椎板之间，使马尾神经受到压迫，同时相邻的椎板亦往往增厚，腰5椎间孔因较小而神经根较粗大，如黄韧带亦过度增厚，该处的神经根极易受到压迫，黄韧带肥厚的发病率可占坐骨神经痛手术探查病例的14%。
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