脊柱有4个生理弯曲；即颈、腰曲向前凸，胸、骶曲向后凸。使脊柱形成一根有弹性的骨性曲杆，这些生理曲度很有利于维持椎间关节的强度及稳定性，同时增加了脊柱的柔顺性和吸收冲击的能力。从而缓解脑和脊髓受冲击力。
脊柱的许多肌肉对称于骨盆或起于骨盆，骨盆犹如高塔的基底石，起着托持脊柱，维持脊柱稳定和平衡的作用，如果骨盆额状面不正或矢状面过度倾斜，均可导致脊柱诸肌的失衡而不稳。
从生物力学角度看脊柱，由刚度较大的椎骨和刚度较小的椎间盘，以及附着于脊柱上的肌肉、韧带等软组织组成。椎间盘韧带、小关节等组织提供内源性稳定，脊柱周围的肌肉则给予外源性支持，以上任何结构的被破坏均可造成脊柱的失衡和不稳。
脊柱在无负载的自然情况下所承受的载荷主要包括体重、肌肉活动，韧带张力和外部载荷四部分，肌肉的收缩力和韧带的张力使脊柱的各个部分或各质点之间产生的运动，因此而产生相互作用的力。
在不同运动状态下脊柱各节段的受力情况和力学特性也有所不同，有关试验发现在同等数值的静负荷和冲击负荷作用时的应力，应变分布与传播，颈椎处于不同的屈伸位，会引起各颈椎骨的椎间关节的应力值及分布规律发生变化。在颈椎前屈15°位置，并给予3 kg(相当于正常人头部重量)的载荷时，应力与应变呈线性变化关系，其中以第4颈椎前缘和第5颈椎的钩椎关节的应变值最大。若使颈椎处于后伸15°状态时，最大应变位置则移于第6颈椎前缘和钩椎关节，而应变和应力的非线性变化关系。说明颈椎前屈状态下，载荷主要由颈椎骨承受。而后伸状态时，由于肌肉、韧带、颈椎后方的关节突，棘突等结构的作用，使颈椎表现出黏弹特性。
腰段脊柱是脊柱的主要承载部位，而且也是疼痛的好发区，几乎所有的身体活动都会增加腰椎的负荷，这些载荷主要由两部分结构予以分担，一是椎骨、间盘和韧带，它们是被动承载结构；二是肌肉，通过肌肉收缩，在保持身体平衡的同时，也给脊柱施加一定程度的压力，它具有主动平衡载荷的作用。
身体姿势的变化，对腰椎载荷影响很大，不同姿势，腰椎平面以上的体重无变化的状态下，如其力线与腰椎的垂直线因姿势的改变而加长，则施加腰椎的弯矩加大，腰椎载荷随之增加，反之减小。
人体脊柱处于相同的屈伸位置，由于承受载荷动、静性质的差异，其应力值及其分布规律也不同。承受静态重量，脊柱的应力和应变较小，如在冲击载荷作用下，可产生比静态状态下大得多的应力、应变。所以外来暴力容易使脊柱的应力急剧加大，造成急性外伤和骨质病变。
脊柱的生物力学平衡对脊柱的影响越来越受到医学界的重视。脊柱的运动包括脊柱的活动范围和运动功能，两脊椎之间活动范围很有限，整个脊柱合起来的运动范围和幅度则很大。对脊柱运动生物力学的了解，有助于脊柱疾病和相关疾病的诊断分析和治疗，有助于对治疗脊柱病各种疗法的理解和运用。
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