交感神經型頸椎病發病機制尚不太清楚。頸脊神經沒有白交通支，但灰交通支與頸交感神經及第1、2胸交感神經節的白交通支相連。故頸椎各種結構病變的刺激通過脊髓反射或腦-脊髓反射而發生一系列交感神經症狀：
①交感神經興奮症狀。如頭痛或偏頭痛，頭暈特別在頭轉動時加重，有時伴惡心、嘔吐；視物模糊、視力下降，瞳孔擴大或縮小，眼後部脹痛；心跳加速、心律不齊，心前區痛和血壓升高；頭頸及四肢出汗異常以及耳鳴、聽力下降，發音障礙等。
②交感神經抑制症狀，主要表現為頭昏、眼花，流淚，鼻塞，心動過緩，血壓下降及胃腸脹氣等。
因為頸椎病的患者椎間盤發生了變性，局部穩定性減少，加上椎間孔變小，小關節重疊，關節囊應力增加及骨質增生因素，而引起局部出現創傷性反應，激惹了神經根及關節囊和項韌帶上交感神經末梢以及椎管內腦膜反支，產生一系列病理性反射症狀。其主要有二條反射途徑：
（1）脊髓反射
支配頸部的交感神經一般位於脊髓的胸1、胸2節段，發生變異可能向上達頸8、向下達胸4。傳入纖維將信息傳遞到脊髓的側前角細胞後，反射信號經由側角細胞的節前纖維到達頸下節、頸中節和頸上節，在此進行交替後發出多組節後纖維。第一組通過頸外動脈支配面部的汗腺及血管；第二組通過頸內動脈支配大腦及眼部血管及瞳孔、眼睑平滑肌附皮肢的汗腺；第三組通過椎動脈支配腦干、小腦、大腦颞葉和枕葉底部、內耳的血管；第四組為頸部三個神經節共同發出的節後纖維組成心髒支，控制心律。
（2）腦一脊髓反射
頸椎病的病理性刺激經過交感神經傳入纖維及軀體神經的感覺纖維到達大腦皮層，再由皮層細胞發出信號，通過視丘中下部、中腦被蓋、紅核以及下方的網狀結構而到達頸交感神經節進行交替後，發出節後纖維而到達效應器官。
