脊柱区的神经支配来自31对脊神经的后支。各脊神经后支均较前支细小，出椎间孔后，在相邻横突之间再分为内、外侧支，支配该区的皮肤和肌肉。多数脊神经后支在分布上呈较明显的节段性。需要一提的是：

第1颈神经的后支又称为枕下神经suboccipital nerve，由寰椎后弓上穿出，分支支配椎枕肌和头半棘肌。

第2颈神经后支的内侧支又称为枕大神经greater occipital nerve，较精，行程中跨越枕下三角，在枕外隆凸稍外侧穿过斜方肌起点和深筋膜，与枕动脉伴行，分布于枕部皮肤。

第1-3腰神经后支的外侧支除支配竖脊肌外，其皮支在竖脊肌外缘穿背阔肌腱膜，向下跨越髂嵴后部达臀上部皮下，又称为臀上皮神经。

上四对骶神经后支出骶后孔，第5骶神经神经后支出骶管裂孔。其中上三对骶神经外侧支构成臀中皮神经，分布于臀中部皮肤。

各脊神经后支的行程与椎间关节关系密切，且皆行于背部深肌的肌纤维或腱纤维之间。临床上常见因横突突或关节突肥大，背部深肌劳损、撕裂、肌纤维、腱纤维或韧带的肿胀出血等原因使后支受压，张力增加，导致腰背痛。