脊髓内脓肿的病理变化因脓肿大小，病程长短而异，小脓肿常多发，需借助显微镜才能看到，大多数为单发，可累及数个脊髓节段，偶尔波及大部脊髓，急性期的粟粒状脓肿是由单核，淋巴细胞和多形性细胞及上皮细胞组成的小结节，沿小血管蔓延，小结节内和小血管内可找到细菌，小结节附近常伴出血，病变可融合成较大脓腔或引起化脓性脊髓炎伴脊髓中央软化和坏死，慢性期的脓肿包膜，内层由网状胶原纤维和多核细胞，中层由新生毛细血管，成纤维细胞，组织细胞和浆细胞，外层由结缔组织构成，脊髓内脓肿多位于脊髓实质中心部分，沿脊髓长轴扩展，把纵形的传导纤维分离后占据其中空隙，呈圆柱状，并不破坏纤维传导束，也不同于硬脊膜外脓肿，很少发生广泛性静脉梗死。