虽然AS的病因及发病机制至今仍不明，但其发病可能涉及遗传、感染、免疫、环境、创伤、内分泌等方面因素。

AS具有遗传倾向，遗传基因在其发病中起了主导作用，所涉及的遗传因素除HLA-B27及其亚型之外，尚有HLA-B27区域内及区域外的其他基因参与，同时也体现了家族聚集性。

AS患者存在多种抗体和细胞免疫改变，具有自身免疫性特征。活动期AS患者血清IgG、IgM，尤其是IgA水平经常增高，提示该病涉及体液免疫；在AS患者体内存在严重的Th1/Th1失衡，且随炎症的活动，Th1细胞的分化能力较Th1下降更明显。

AS患者体内存在多种细胞因子的改变，血清中TNF-α、IL-17水平明显升高，且与疾病活动指数具有相关性。

外源性因素可能诱发AS，包括细菌感染、寒冷潮湿、外伤等因素。

AS的原发病理部位在附着点或肌腱、韧带囊嵌入骨质处，附着点炎导致AS典型病变的发生，如韧带骨赘形成、椎体方形变、椎体终板破坏及足跟腱炎。

T细胞在AS发病中的作用，CT引导骶髂关节活检组织的免疫组织化学研究发现，炎性骶髂关节处存在CD4 ⁺T细胞、CD8 ⁺T细胞、巨噬细胞。在特征性的黏液样浸润物附近富含TNF-α的mRNA，而在新骨形成区发现转化生长因子-β（TGF-β）的mRNA。