Межпозвонковая грыжа образуется, когда внутреннее содержимое диска (пульпозное ядро) прорывает фиброзное кольцо и выходит в позвоночный канал. Если это выпячивание направлено вбок (латерально) или в межпозвонковое отверстие (фораминально), оно начинает механически сдавливать выходящий оттуда спинномозговой нервный корешок.
Кроме механического давления, грыжа вызывает химическое воспаление. Ткани диска, попавшие в спинномозговой канал, воспринимаются иммунитетом как чужеродные, что приводит к отеку нерва. Сочетание сдавления и отека нарушает передачу нервных импульсов. Мозг перестает получать корректные сигналы от кожи и мышц, что субъективно ощущается как онемение, жжение или покалывание.