Η οσφυϊκή μοίρα χαρακτηρίζεται από περίπλοκη δομή που περιλαμβάνει σπονδύλους και παρεμβαλλόμενους μεσοσπονδυλίους δίσκους, συνδέσμους και μύες. Πρέπει να διαθέτει την απαραίτητη ελαστικότητα ώστε να επιτρέπει ευρύ φάσμα κινήσεων αλλά και τη δύναμη να προστατεύει το νωτιαίο μυελό και τις ευαίσθητες νευρικές ίνες που περνούν ανάμεσα από τους σπονδύλους.

Η λειτουργία των δομικών τμημάτων της σπονδυλικής στήλης είναι συνδυαστική κι έτσι οι μηχανικές δυσλειτουργίες ενός τμήματος μπορεί να επηρεάσουν κάποιο άλλο, ακόμη κι αν εντοπίζονται σε σημεία που απέχουν αρκετά μεταξύ τους (π.χ. αυχενική και οσφυϊκή μοίρα).

Ανισορροπίες στην περιοχή της πυέλου, βλάβες των ιερολαγονίων αρθρώσεων, αποκλεισμός των σπονδυλικών αρθρώσεων και περιορισμός της αρθρικής κίνησης στη οσφυϊκή-θωρακική μοίρα και τον αυχένα συμβάλλουν στην εκφύλιση του μεσοσπονδυλίου δίσκου, την αποδυνάμωση της άρθρωσης και την ευπάθειά της σε τραυματισμούς. Η οσφυαλγία οφείλεται σε συνδυασμό διαστρέμματος των συνδέσμων ή των μυών, ρήξη δίσκου και βλάβη των αρθρώσεων, αιτίες πόνου για τον ασθενή. Η δισκοκήλη εμφανίζεται συνήθως εξαιτίας των παραπάνω καθώς και άλλων παραγόντων, προκαλώντας τραυματισμούς.

Βεβαίως, η φυσιολογία της σπονδυλικής στήλης μπορεί να μην παρουσιάζει ανωμαλίες και να υποστεί τραυματισμό λόγω πτώσης ή ατυχήματος. Ωστόσο, είναι συχνό φαινόμενο η αδυναμία από παλαιότερους μικροτραυματισμούς να συσσωρεύεται με την πάροδο των ετών και εν τέλει η παραμικρή κίνηση, όπως η κάμψη για να σηκώσουμε ένα αντικείμενο από το πάτωμα, να έχει επίπονα αποτελέσματα.

Επιπλέον, η αρθρίτιδα, η κακή στάση σώματος, η αποχή από τη σωματική άσκηση, το επιπρόσθετο σωματικό βάρος, ακόμη και το στρες μπορεί να προκαλέσουν ή να επιδεινώσουν την οσφυαλγία. Η φύση της οσφυαλγίας είναι κατά κύριο λόγο μηχανική.

Σπανιότερα, η οσφυαλγία είναι άμεση συνέπεια ιατρικής παθολογίας, όπως πέτρες στα νεφρά, λοιμώξεις, θρόμβοι, απώλεια οστικής μάζας (οστεοπόρωση) κ.α. Το πλήρες ιστορικό του ασθενούς και ο ενδελεχής έλεγχος μπορούν να συμπεριλάβουν ή να αποκλείσουν κάποιον από τους παράγοντες αυτούς ως αιτία της πάθησης.