脊髓內分布有支配下肢和軀干感覺的上行傳導束，及支配運動功能的下行傳導束。分布于頸椎的薄束和楔束是上行傳導束，位于后索，傳導來自同側軀體的本體覺和精細觸覺。脊髓丘腦側束位于外側索，因在脊髓內交叉，故上行傳導對側軀體的痛覺、溫度覺；脊髓丘腦前束位于前索，部分交叉上行至對側，傳導雙側軀干四肢的粗觸覺。皮質脊髓束應該是下行傳導束，在同側下行并支配同側軀體的運動功能。故在脊髓半切損傷時，主要表現為同側的運動、深感覺、精細觸覺障礙，對側的痛溫覺障礙，而由于脊髓丘腦前束的部分交叉，故粗觸覺保留。
另外，由于后角細胞發出的纖維先在同側上升2-3個節段后再經白質前連合交叉至對側組成脊髓丘腦側束，故對側痛溫覺感覺障礙平面較脊髓損害節段水平低。（如圖所示）
綜上所述，脊髓半切綜合征僅僅是一個癥候群，而非具體的原發病因，所有可以引起脊髓半側橫斷性病損的傷病均可引起脊髓半切綜合征。常見的原因包括外部的壓迫和脊髓內部的病變。
外在壓迫的原因包括脊柱退變引起的偏一側的椎間盤突出、脊柱骨折引起的偏一側壓迫所造成的脊髓損傷、血腫壓迫一側脊髓、椎管內腫瘤造成半側脊髓壓迫、脊髓偏一側的刀刺傷等；
脊髓病變則包括脊髓炎、脊髓血管功能障礙、多發性硬化、早期放射性脊髓病等；另外，副腫瘤綜合征引起的亞急性脊髓壞死病也會表現為脊髓半切綜合征。