韧带的主要成分为胶原纤维和弹力纤维，胶原纤维使韧带具有一定的强度和刚度，弹力纤维则赋予韧带在负荷作用下延伸的能力。除黄韧带外，所有脊柱的韧带均含有大量胶原纤维。韧带大多数纤维排列近乎平行，故其功能多较为专一，往往只承受一个方向的负荷。脊柱韧带的功能主要是为相邻脊椎提供恰当的生理活动，同时也可产生所谓“预应力”以维持脊柱的稳定。脊柱体外标本在牵拉负荷作用下仍保持一定的椎间盘内压，这种预应力在相当程度上来源于韧带的张力，以黄韧带最为突出。由于黄韧带主要由弹性纤维构成，故允许较大范围的活动而不发生永久变形。正常负重状态下，高弹性的黄韧带保持着较大的预应力，维持着椎间盘内压力。研究表现，单独切除黄韧带不会引起脊柱不稳，但脊柱不稳定可促进黄韧带的退变及骨化。

脊柱的韧带和肌肉维持脊柱内部的稳定。所有韧带均具有抗牵张力的作用，承担着脊柱大部分的牵张载荷，但在压缩力作用下疲劳很快。韧带强度与韧带的截面积密切相关。实验研究发现，韧带的疲劳曲线呈典型的三相改变。在初始时，施加轴向载荷就很容易牵拉韧带，此相是韧带的中性区，阻力很小就可以出现较大形变；随着载荷增大，韧带出现形变的阻力也增大，此相为弹性区。最后，在第三相，随着载荷增大，韧带迅速出现形变，此相发生邻近破坏之前。对于脊柱韧带，腰椎活动所带来的破坏强度最高。另一点必须考虑韧带与骨界面，界面部的破坏由这两种结构的相对强度决定。在严重骨质疏松患者，骨质破坏比韧带破坏更容易出现。

脊柱的韧带承担脊柱的大部分牵张载荷，它们的作用方式犹如橡胶筋，当载荷方向与纤维方向一致时，韧带承载能力最强。当脊柱运动节段承受不同的力和力矩时，相应的韧带被拉伸，并对运动节段起稳定作用。脊柱韧带有多种功能，首先，韧带的存在既允许两椎体间有充分的生理活动，又能保持一定姿势，并使维持姿势的能量消耗至最低程度。其次，通过将脊柱运动限制在恰当的生理范围内以及吸收能量，对脊柱提供保护。第三，在高载荷、高速度加载外力下，通过限制位移，吸收能量来保护脊髓免受损伤。上述功能特别是能量吸收能力随年龄的增长而减退。

一般认为，前纵韧带最坚韧，与后纵韧带一起能够阻止脊柱过度屈、伸，但限制轴向旋转、侧屈的作用不明显。小关节囊韧带在抵抗扭转和侧屈时起作用。棘间韧带对控制节段运动的作用不明显，而棘上韧带具有制约屈曲活动的功能，此韧带在脊柱稳定性方面发挥重大的作用。横突间韧带在侧屈时承受最大应力。

脊柱不同的运动方式影响着韧带所承受载荷的大小。脊柱旋转中心位于椎间盘内，离旋转中心越近的韧带所承担的负荷越小，越远的韧带则越大。脊柱前屈时，棘间韧带牵拉最大，其次是黄韧带和关节囊韧带。脊柱后伸时，前纵韧带牵拉最大。脊柱侧屈时，对侧的横突间韧带牵拉最大，其次是关节囊韧带和黄韧带。旋转时关节囊韧带牵拉最大（图2-9-1）。

前纵韧带是位于椎体前面和前外侧面的一条宽带，是人体最长的韧带。自第二颈椎（有一窄的延伸带至枕骨的咽结节）至骶骨盆面的上部。前纵韧带的宽度和厚度在不同部位有明显差异，在上颈椎区最窄，呈索状，随着向下延伸逐渐变宽，在下腰椎区前纵韧带向两侧延伸几乎覆盖椎体和椎间盘的前外侧面。此韧带由数组纤维组成：最深部的仅跨越一个椎间盘，其他纤维跨越2~3个椎骨，最浅的跨越4~5个椎骨。前纵韧带在椎体前面的中部处最厚，以填充椎体前面的凹陷，在此处它松松地附着在椎体上；韧带与椎骨上下缘之间及椎间盘之间则结合紧密。此韧带的边缘较薄，其边缘是由跨越1~2个椎骨的纤维组成。前纵韧带贴附在椎体的前面及前外侧面，与椎间盘和椎体上下缘之间连接牢固，可限制脊柱的过度后伸，这在腰部特别重要。它能帮助阻止因体重作用而增加腰部弯曲趋势的作用。

后纵韧带（图2-9-1）位于椎体的后面，起自第2颈椎，向上移行于覆膜而至枕骨，向下抵达骶管。后纵韧带与椎骨上下缘和椎间盘附着紧密，与椎体疏松连接，与椎体之间有椎体的血管通过。后纵韧带含浅、深两层纤维。浅层跨越3~4个椎体，深层呈X形连于相邻两椎体间，深层部分与椎间盘的关系非常密切，延伸部分的边缘附着非常牢固，在中央形成一个疏松附着的菱形区域，后纵韧带在椎体后面较松弛，其中央部较厚，两侧部较薄，与椎间盘的纤维环及椎体的骺环紧密附着，与椎间盘纤维环外层不能区分，甚至在一些标本实际上形成一个直径与椎间盘后缘相当的筋膜裂隙，因此在椎间盘水平后纵韧带非常容易剥离，髓核向后方或侧后方突出与该结构特点有关，故椎间盘突出症向后外方突出者较多见。后纵韧带在颈部较宽，在胸腰部和椎体中部较窄，在椎间盘处较宽，且其中部较厚，外部呈菱形。后纵韧带有限制脊柱过度前屈的作用。锯齿样外形是后纵韧带最大的特点，即在椎体处窄而在椎间盘处宽，形似锯齿。在椎弓根之间，特别是在下胸段和腰段，后纵韧带形成不依附于椎体后面的增厚结缔组织带，它呈弓弦状跨越椎体后方，允许小血管在其深面进出髓窦。由于韧带中央部较厚，椎间盘突出时胶体样的髓核突出并在韧带下向两侧蔓延。颈段后纵韧带骨化出现率较高，如骨化厚度超过椎管矢径的30%，即可出现脊髓压迫症状。后纵韧带具有限制脊柱过屈的作用。在腰部后纵韧带细小，很少骨化或肥厚导致椎管狭窄。

棘上韧带（图2-9-1）是一较为表浅的纤维束带状腱性组织，起自第七颈椎棘突，向上移行于项韧带，向下附于各椎骨棘突的尖端，前方与棘间韧带融合，浅部纤维跨越3~4个节段与棘间韧带和起自棘突的竖脊肌腱性纤维相连。有少数情况棘上韧带下端止于第4或第5腰椎棘突，在第4、5腰椎及第5腰椎、第1骶椎棘突间无棘上韧带，由竖脊肌纤维左右交叉附着替代，这可以适应该处大的活动度，但是力学负荷转移到其他结构上，因此该区域的棘间韧带损伤较常见。此韧带在腰部者较强，在胸部者细弱。韧带随年龄发生的变化：在青年为腱性，随年龄增长可出现纤维软骨并有部分脂肪渗入，40岁以上可变性出现囊袋。棘上韧带具有限制脊柱前屈的作用，并且具有一定的弹性，故脊柱前屈时棘上韧带被拉直，后伸时可复原。由于棘上韧带没有弹力纤维，因此过屈牵拉可致其损伤。

颈段棘上韧带又称为项韧带。项韧带是一个双层弹性纤维板。它起自枕外隆凸，呈弓弦样向下跨越至第7颈椎棘突。其前缘形成矢状纤维层，连接所有颈椎棘突并分隔两侧肌肉，并作为斜方肌的附着点。项韧带的主要作用是维持头颈部的直立位。长期慢性损伤、出血或炎症可能造成项韧带钙化。

棘间韧带（图2-9-1）位于成对的棘突间肌的深面，从上一棘突的基底部到下一棘突的尖部。其前缘接黄韧带，后方移行于棘上韧带。其分层附着情况与前、后纵韧带相似。棘间韧带无弹力纤维，束内的胶原纤维呈波浪状弯曲，当脊柱前屈时纤维被拉直，伸时复原，故棘间韧带具有一定的弹性，但过屈可受损。

腰椎的棘间韧带比颈胸椎的明显增厚。棘间韧带在儿童是完整的，随年龄的增长，变性的韧带常不完整，特别是最下面的三个棘间韧带。棘间韧带和棘突将两侧竖脊肌分开。棘间韧带具有限制脊柱前屈的作用。

棘间韧带根据纤维起止可分为三部：①关节囊部，起自下位腰椎乳突内侧或下端，贴关节囊向内上后附于上位椎板下缘和棘突基部，此部以下腰段最为明显，成年才充分发育。纤维多少个体差异较大，多者可掩盖关节囊下半，少的只绕关节下端；②腹侧部是棘间韧带的主体部分，分浅深两层，浅层起自椎板后面上1／3，向上内经黄韧带后方并弯向后，几乎水平地于棘间向后行，附于上位棘突下缘后份。深层起于黄韧带后面，水平地向后行，附于上位棘突下缘后半；③背侧部从浅到深的结构是：附于棘突上缘后1／4~1／3，纤维斜向上后，其前上缘与腹侧部的后下缘接壤；棘上韧带向棘间扩展的纤维，自下位棘突上缘后端向前上扇形散开，纤维成束埋于胸腰筋膜后层之内，从位置上看应归属棘间韧带。

棘间韧带各部的功能：①关节囊部稳定椎间关节，防止过度侧屈和旋转；②腹侧部浅层防止上面腰椎向后脱位，深层将黄韧带固定于上位棘突，脊柱无论过伸过屈，使黄韧带均不致向前压迫或打摺，以免对马尾神经或脊髓造成损伤；③背侧部对脊柱过屈起节制作用。

又称弓间韧带（图2-9-1），主要成分是黄色弹性纤维（占60%~80%），它可维持其弹性，这种弹性在脊柱过屈状态下可比中立位延长40%左右。黄韧带位于相邻两椎板之间，起自上位椎板前面的中部，向下止于下位椎板的上缘及其后面，向外至下关节突而构成关节突关节囊的一部分，再向外附于横突的根部；下方附于下位椎板上缘背侧，向外侧延伸到此节椎体上关节突的前上侧，参与关节囊的组成，厚而坚实。两侧的黄韧带在后中线相遇处留有裂隙，其中有静脉通过。韧带的外侧缘向前可达椎间关节处，在腰部则与椎间关节囊融合，有时可向前突出到椎间孔下部，压迫神经根。黄韧带的厚度在第3、4腰椎间，第4、5腰椎间和第5腰椎、第1骶椎间分别为4.3mm、4.4mm和4.2mm。一般认为，黄韧带厚度超过5mm可能为增厚。在黄韧带与硬脊膜之间常有硬膜黄韧带间韧带。黄韧带有限制脊柱过度前屈、掣动脊柱从前屈复原到直立位的功能，并参与维持椎骨之间正常位置。由于黄韧带的预张力作用，不会发生皱褶而突入椎管，但连续受伤可出现增厚而引起椎管狭窄。在颈部脊椎过伸时，椎板间隙变小，超过韧带的正常弹性所能承受的限度，或韧带变性时，则黄韧带可成皱褶压迫颈髓。腰节段脊柱不稳可使此韧带增厚和纤维化，这可能是椎间孔处的神经根受压的原因之一。在所有脊柱韧带中，黄韧带在静息时的张力最大，动态运动条件下尤其是屈曲和后伸时其确切的作用尚不清楚，脊柱不稳定可促进黄韧带的退变及骨化。

横突间韧带是横突之间的纤维连接，其主要作用是限制脊柱过屈，在侧屈时承受最大应力。不同部位的横突间韧带形态不同，在颈椎横突间韧带是一些坚韧的薄纤维，在胸椎与肋间韧带相混合，在腰椎间最清晰，与周围组织分界明确，甚至是孤立的膜状条带。在下2个腰椎水平，横突间韧带参与构成髂腰韧带。