成人椎间盘几乎无血管，仅纤维环周围有来自节段性动脉分支的小血管穿入，多在椎间盘的前后缘。在胎儿和幼儿时期，每个椎间盘皆由三条动脉供血。椎间盘的神经分布与血管相似，在纤维环的周边有丰富的神经末梢，其深部、软骨板和髓核内无神经纤维。前部和两侧部主要接受窦椎神经的纤维。窦椎神经多发自脊神经后支，也可发自总干，接受交感神经小支后经椎间孔返回椎管，故又名返神经。
窦椎神经先贴行于椎间盘后面，发升、降支沿后纵韧带两侧上、下行，可各跨两个椎间盘，共分布至四个椎体，其横支可与对侧吻合。窦椎神经分布于椎管内诸结构，组织学观察，其感觉神经末梢在后纵韧带、硬脊膜的前部、神经根袖、椎管内前静脉丛的静脉壁等处的密度最高，椎骨骨膜及硬脊膜的侧部次之，硬脊膜囊后部及黄韧带内最为稀少。该结构可解释侧隐窝狭窄、腰椎间盘突出压迫而造成的剧烈疼痛。