頸部的神經豐富，與頸椎病有關的神經有脊神經、腦神經及交感神經。
(1)頸部的脊神經 脊神經從脊髓發生，每個脊髓節發出一對脊神經，在頸部有8對脊神經，它們由椎間孔穿出椎管，分布到相應區域;在椎間孔，脊神經前方是椎體和推間盤，後方是椎間關節。當椎體後緣骨質增生，椎間盤向後外側突出都可使椎間孔變小，致脊神經受壓，出現它支配區域的運動或/和感覺障礙。
脊神經自椎間孔穿出後，在椎管外又結合形成頸叢神經和臂叢神經。頸叢神經由上4個頸脊神經組成，分別形成枕小神經、就大神經、頸皮神經、鎖骨上神經及隔神經。其大部為感覺神經，支配頭枕部及頸前後部、胸肩部的皮膚感覺。隔神經還支配著隔肌的運動。
臂叢神經由下4個頸脊神經及胸1神經組成。分布於上肢、上胸部、上背部、肩胛等處的皮膚和肌肉，主管它們的感覺和運動，是頸椎病最常累及的神經，常出現麻木或感覺過敏及運動功能喪失。
(2)頸部腦神經 有以下幾支：
①舌咽神經：分布於咽部、舌部、耳內。用來調整血壓和呼吸。
②迷走神經：主要成分為副交感神經，其作用能使心跳減慢、減弱，增強胃腸蠕動。在迷走神經受到損傷時，副交感神經功能受到抑制，交感神經功能亢進，表現為心跳加快、腹脹、消化不良等。
③副神經：分布於胸鎖乳突肌及斜方肌。損傷時，聳肩無力，由頸3～4神經組成。
④舌下神經：分布舌各部。
在上述4對腦神經中，因有分支在口腔內，所以，當頸椎病影響到這些分支時可出現咽部感覺異常，在臨床上易造成誤診。
(3)頸部交感神經 支配內髒、心血管及腺體(皮脂腺、汗腺等)運動，有交感及副交感神經。交感神經興奮能使心跳加快、加強，肢體血管收縮，胃腸蠕動變慢。出汗等;副交感神經興奮則使心跳減慢、變弱，胃腸蠕動加快等。若出現抑制時則相反。
頸部交感神經位於脊椎骨的兩旁。頸椎退變時常累及交感神經，引發交感神經型頸椎病。由於交感神經和推動脈相鄰並分布於其上，臨床上常見到一些人同時有交感神經型和椎動脈型相互並存的混合型頸椎病的表現。當出現骨質增生時，可同時出現神經根型頸椎病及交感型頸椎病的表現。
