Bệnh gai đôi cột sống xảy ra do rất nhiều nguyên nhân, trong đó có những nguyên nhân chủ quan và khách quan. Tuy nhiên phổ biến và tập trung nhiều nhất vẫn phải kể đến những nguyên nhân sau:

• Gai đôi cột sống thường được gây ra do viêm cục bộ, chẳng hạn như viêm xương khớp hoặc viêm gân. Điều này kích thích các tế bào tạo xương phải thêm xương. Cuối cùng dẫn đến việc xương thừa làm mặt xương gồ ghề, gai mọc ra.
• Nguyên nhân thứ hai là do đĩa liên sống hư hao, xẹp xuống, dây chằng giữa các đốt sống sẽ chùng giãn, khớp chuyển động nhiều hơn. Lâu ngày, calci sẽ tụ lại trên dây chằng và tạo ra các gai hoặc chồi xương. gây ra bệnh gai đôi cột sống.
• Bệnh có thể là kết quả của việc xương tự tu bổ sau khi liên tục bị chấn thương.
• Ngoài ra, yếu tố di truyền cũng là một nguyên nhân gây gai đôi cột sống. Thông thường theo tính toán thì nam giới mắc bệnh nhiều hơn phụ nữ. Nhưng đối với phụ nữ tiền mãn kinh cũng có tỉ lệ mắc bệnh khá cao.
• Do thói quen xấu trong khi làm việc và sinh hoạt, do bị tai nạn, chấn thương tác động đến cột sống. Chịu di chứng từ những căn bệnh cột sống khác như thoát vị đĩa đệm, thoái hóa cột sống...