(1)机械压迫突出的椎间盘对神经根、马尾神经、硬脊膜等产生压迫，使其静脉回流受阻，毛细血管血流减少，影响神经根的营养，进一步增加水肿，从而增加了神经根对疼痛的敏感性，这是引起腰腿痛的主要原因。但随着研究的深入，已发现这一观念并不能解释所有临床表现。很多情况下，腰椎间盘突出的临床症状并不与神经根压迫的程度成正比。比如，有些患者在影像学资料上可见椎间盘突出严重，压迫明显，而临床症状轻微。研究表明，神经根机械压迫并不是腰腿痛的唯一原因。
(2)炎性反应在手术中常可发现神经根炎性充血水肿。原因在于破裂的椎间盘会释放出许多化学刺激性物质，导致受累的神经根或脊神经节发生炎症反应。此时神经根对疼痛敏感度增加，即使没有突出髓核的直接压迫，也会出现腰腿痛的症状。
(3)神经体液生物化学物质和神经肽在疼痛感受中起着重要作用。背根神经节是机体内多种神经肽的制造场所和输送站，椎间盘纤维环、后纵韧带、关节囊部位富含神经肽。损伤时神经肽类物释放，可直接刺激周围的感受器而引发疼痛。
