放射性骨髓炎是放射、損傷、感染三種因素的總和。放射線治療癌腫時，頜骨同時受到照射，頜骨內的血管逐漸發生無菌性的血管內膜炎。當照射劑量超過50Gy時，血管內膜腫脹、增厚，管腔窄，在照射后數月或數年發生血管栓塞，骨質得不到營養而發生壞死，骨膜亦無新骨再生。此時一旦發生牙源性感染或受到拔牙等損傷，局部傷口長期不愈，細菌侵入而發生放射性骨髓炎。目前認為大劑量照射造成頜骨自發性壞死，被照射的骨組織出現“三低”特征，即低細胞、低血管、低氧現象。組織切片可見骨細胞皺縮，骨陷窩空虛，成骨細胞消失，骨膜和骨髓腔纖維變性，血管栓塞。由于缺乏血液營養，在低氧、低能量情況下，骨組織無修復代償能力，傷口長期不愈合，死骨不易分離，呈無菌性壞死狀態。