在顱骨與胸椎之間的椎骨稱為頸椎，頸椎由7塊頸椎骨，6個椎間盤（其中包括第7頸椎骨和第1胸椎骨之間的椎間盤，而第1、2頸椎骨之間無椎間盤）和所屬的韌帶構成。
第1、2頸椎骨比較特殊，分別稱為寰椎和樞椎，其形狀也與其他5個椎骨不一樣。第1頸椎位於脊柱的最上端，上面與頭顱的枕骨相連接。由於第1頸椎呈不規則的環形，因而又被稱為寰椎。寰椎沒有一般的脊椎骨所具有的椎體和棘突等組成部分；其前後兩部分分別呈半環形的弓形，稱作前弓及後弓；兩側的部分稍大一些，稱為側塊。前弓、後弓以及兩側的側塊圍起來呈一完整的環狀，形成寰椎。寰椎與枕骨之間的關節稱寰枕關節，左右各有1個，主要起頸部屈伸的作用，即點頭與仰頭的作用。寰枕關節是控制頸部屈伸活動，即點頭與仰頭動作的主要關節，頸部點頭與仰頭動作的一半由寰枕關節完成，另一半則由其他的幾個椎骨間的關節共同完成。
第2頸椎又名樞椎，是頸椎骨中最堅固者，在其椎體上方有一手指樣的突起，稱為齒突。齒突前面的卵圓形關節面與寰椎前弓的關節面構成關節，稱為寰聲關節或寰樞關節，主要起頸部左右旋轉的作用，也就是向兩側轉頭的作用。寰樞關節是控制頸部旋轉活動也就是向兩側轉頭活動的主要關節，頸部旋轉活動的一半由寰樞關節完成，是頸部旋轉活動的樞紐所在，而齒突則是這個旋轉樞紐的旋轉軸，所以第2頸椎又被稱為樞椎。頸部旋轉活動的另一半是由其他的幾個椎骨間的關節共同完成的。樞椎的棘突長而粗大，末端分叉，因此，它是X線拍片檢查、手術及臨床查體時重要的定位解剖標誌。大家可以用手指在自己的頸後部摸一摸，後髮際附近最上面、最大的骨突起就是樞椎的棘突。醫生在對病人進行臨床查體的時候，用同樣的方法，找到了樞椎的棘突，也就可以往下按順序地找出其他各頸椎的棘突了。
由於寰椎和樞椎的特殊結構，決定了其穩定性比頸椎的其他部分要差一些，若有外傷很容易造成寰樞關節脫位或半脫位。枕骨、寰椎與樞椎之間常存在先天畸形，被稱為枕骨大孔區畸形，包括齒突缺如、齒突發育不全、齒突不連、寰枕融合、顱底凹陷以及扁平顱底等。這些先天性畸形或發育異常容易導致脊髓刺激或受壓，從而引起四肢麻木無力等脊髓損害症狀，容易與脊髓型頸椎病相混淆。
其他5個頸椎骨的形態與胸椎及腰椎等典型的椎骨形態基本相似，他們是由前方的椎體和後部的椎弓構成，椎體和椎弓圍成一孔，稱為椎丸。椎骨排列連接起來以後，各個椎骨的椎孔也相互連成一長的管道，稱為椎管，其中容納脊髓和神經根及其被膜。 頸椎椎管從橫斷面看是以椎體後緣作底邊的三角形，椎管左右橫徑大，而且側壁為不活動的椎弓根，因此，脊髓和神經根不易受到來自側方的壓迫；而椎管的前後徑就要小得多了，因此，各種原因導致椎管前後徑的狹窄是造成頸脊髓受刺激或壓迫的重要因素，具有非常重要的臨床意義。這些原因包括先天性或發育性頸椎椎管狹窄、頸椎間盤突出、頸椎椎體後緣骨刺形成、頸椎後縱韌帶骨化以及黃韌帶肥厚或骨化等。
據測量，頸4、5處的椎管最窄，頸2處的椎管最寬。由於頸椎的退變最早出現在頸5、6兩個節段，所以，頸椎退變後出現的頸椎椎管狹窄一般在頸4、5、6三個節段較為多見。
在頸椎屈伸活動時，頸椎椎管的長度也有所改變。前屈時，椎管被拉長，其內的脊髓也被牽長變細而且緊張。後伸時，椎管變短，脊髓鬆弛而變粗，則易於受到擠壓。頸椎椎管由於先天性狹窄或發育性狹窄及椎管內有占位病變時，脊髓更易受到擠壓。這可以解釋為什麼許多脊髓型頸椎病的病人，在頭頸部極度後仰時 可以出現四肢及全身的放電樣串麻的感覺。
椎弓呈弓形，由左右各一對椎弓根，左右各一對椎板，上下兩對關節突，左右各一對橫突和一個棘突構成。
椎弓根的上下緣各有一凹陷，使相鄰椎骨的椎弓根圍成一孔，稱為椎間孔。椎間孔實際上是一個短的管道，有頸脊神經根、脊神經節及其被膜通過。
由於頸椎的椎弓根又細又短，因此，頸椎椎間孔的前後徑和上下徑均較小，在鉤椎關節退變出現骨刺時使椎間孔的前後徑更小。當椎間盤退變而變薄時，椎間隙變窄，椎體間不穩，使椎間孔的上下徑及前後徑也可變得更為窄小，這樣就容易刺激或壓迫頸神經根。
與胸椎和腰椎相比，頸椎的橫突較小，且短而寬，這種結構有利於頸椎的靈活運動。頸椎橫突發自椎體和椎弓根的側方。在頸椎兩側橫突的根部各有一個圓孔，稱為橫突孔，多數人的頸7椎骨沒有橫突孔。在頸2—6椎骨的橫突孔中有頸動脈、靜脈和交感神經通過。椎動脈為兩側鎖骨下動脈的分支，一般由頸6橫突孔進入，在寰枕關節處入顱腔，在顱內合成椎基底動脈營養小腦及內耳。橫突孔的位置及橫突的長短與椎動脈型頸椎病的發生及症狀的輕重有密切關係。椎動脈型頸椎病的發生有個體間解剖差異的影響，在頸椎活動時，橫突孔的四壁能使其內部的組織結構受到牽拉或擠壓，特別是在椎間不穩定時，更容易影響椎動脈與其周圍的交感神經。
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