腰椎间盘是人体中退变最早的器官之一，大约开始于20岁，是受多种因素影响发生的不可逆的退行性改变过程。退变的椎间盘由于髓核蛋白多糖降解，聚合水减少，其抵抗压力的能力降低；胶原蛋白成分改变使其缓冲压力、抵抗张力的能力减弱，二者共同作用会降低椎间盘吸收负荷，分散应力的力学功能。
在椎间盘生化组成退变的基础上，生物力学功能丧失或减弱导致纤维环发生诸如出现裂隙、断裂甚至破裂等一系列变化，最终导致髓核突出，压迫和刺激脊髓、神经根，产生腰腿痛症状和体征。
国际腰椎研究会（ISSLS）和美国矫形外科学会（AAOS）将LDH分为退变型、膨出型、突出型（后纵韧带下）、脱出型（后纵韧带后）及游离型。退变型是早期改变，一般不会与突出型相混，问题较多的是膨出、膨隆的含义及治疗。椎间盘膨出（bulging）是指椎间盘退变高度降低，外周纤维环匀称超出椎体终板边缘的正常生理限度，在MRI矢状面上椎间盘向后膨隆高起，CT及MRI横断面上显示较椎体周边超出1.6～2.3mm。由于腰背痛就诊者以中年以上居多，椎间盘已存在退变，因而在影像学检查中经常报告为"椎间盘膨出"，如仅凭此影像报告，不结合病人症状、体征和神经学定位检查，而行髓核化学溶解术、椎间盘切吸术或电热椎间盘成形术，认为可以减轻疼痛，减轻膨出，就可能走入误区。
理论上椎间盘膨出是生理退变过程，如无其它病理因素，膨出大多数不产生症状。在人群中经CT检查无症状的椎间盘突出高达30％，有症状的大约有2％，需要手术者大约占有症状者中的10～20％。LDH患者大多数可以经非手术治疗而恢复。