腰椎间盘位于两个椎体之间，是一个具有流体力学特性的结构，由髓核、纤维环和软骨板三部分构成，其中髓核为中央部分;纤维环为周围部分，包绕髓核;软骨板为上、下部分，直接与椎体骨组织相连。整个腰椎间盘的厚度为8毫米～10毫米。
髓核为一粘性、透明胶状物质，约占椎间盘横断面的50%～60%。在儿童时期髓核与纤维环分界明显，但到老年，髓核水分减少，胶原增粗，纤维环与髓核分界不明显，被包绕在纤维环中通过形变将椎体传来的压力放射状散开，在腰椎运动时起类似轴承的作用。髓核就像一个承重的球，在相邻脊椎骨间的运动中起支点作用，在屈曲和伸展时椎体在不可压缩的凝固胶上面滚动，整个运动过程是在后关节的导引和稳定作用下完成的。正常人的高度一日之内有变化，这与髓核的水分的改变有关，晚间较晨起时矮1.5厘米～2.4厘米，在老年人变化较少。
此外，髓核在椎体与软骨终板之间起液体交换作用，其内含物中的液体可借渗透压扩散至椎体。髓核的营养依靠软骨终板渗透，后者与海绵质骨密切相连，椎体的海绵质骨有丰富的血供，与软骨终板之间无坚质骨相隔，压力的改变可使椎体内的液体进行交换。
纤维环分为外、中、内三层，外层由胶原纤维带组成，内层由纤维软骨带组成。纤维环的前侧部分和两侧部分最厚，几乎等于后侧部分的两倍，后侧部分最薄，但一般也有1～2层纤维。纤维环斜行紧密分层排列，包围髓核，构成椎间盘的外周部分，像一盘旋的弹簧，使上下椎体互相连接，并保持髓核的液体成分，维持髓核的位置和形状。
软骨板为透明无血管的软骨组织，在椎体上下各有一个，其平均厚度为1毫米，在中心区更薄呈半透明状，位于骺环之内。软骨终板内无神经组织，因此当软骨终板损伤后，既不产生疼痛症状，也不能自行修复。椎体上下无血管的软骨板如同膝、髋关节的关节软骨一样，可以承受压力，起保护椎骨、缓冲压力、连接椎体和椎间盘之间的营养交换的作用。在幼儿时是椎体骨质的生长区域。
20岁以前腰椎间盘有血管分布，其后逐渐消失。其水分含量也逐年降低，胎儿时纤维环、髓核的水分含量分别为80%和90%;30岁时分别降至60%和75%。
