Patofisiologi Spondilitis tuberkulosis (TB) dimulai dari penyebaran hematogen bakteri ke dalam pembuluh darah spinal. Penyebaran hematogen dapat terjadi melalui rute vena maupun arteri. Adanya penyebaran infeksi via sistem vena intraosseous dapat menyebabkan lesi pada bagian tengah corpus vertebrae. Apabila penyebaran terjadi melalui pleksus arteri anterior dan posterior, infeksi dapat menyebar pada daerah paradiskus. [2]

Lesi dasar dari spondilitis TB adalah kombinasi dari osteomielitis dan arthritis, yang biasanya akan mengenai lebih dari satu vertebrae karena adanya arteri segmental yang mengalami bifurkasi untuk mensuplai dua vertebrae yang berdekatan. Adanya reaksi inflamasi kronik akibat infeksi bakteri dapat menyebabkan destruksi tulang secara progresif dan kolaps vertebra. Lama-kelamaan akan terjadi deformitas tulang belakang, seperti kifosis. [2,5]

Abses dingin juga dapat terjadi akibat adanya perluasan infeksi bakteri ke ligamen dan jaringan lunak sekitar vertebrae. Selain itu, adanya abses, jaringan granulasi, dan invasi dural direk  dapat menyebabkan penyempitan kanal spinal sehingga terjadi kompresi korda spinalis dan defisit neurologis. [2,5]