Patogeneza tej choroby jak do tej pory nie została również wyjaśniona. Wiadomo jest, że proces zapalny dotyczy w pierwszym stadium choroby przyczepów ścięgnistych w których powstaje ziarnina. W miejscach zmienionych przez chorobę szybko dochodzi do odkładania się soli wapnia, a następnie do kostnienia.
Kostnienie pierścieni włóknistych, stawów międzykręgowych i więzadeł kręgosłupa może doprowadzić
do jego zesztywnienia. Tworzą się mostki kostne łączące ze sobą sąsiednie kręgi zw. sydesmofitami początkowo w odcinku lędźwiowym, a potem stopniowo obejmują kręgosłup piersiowy. Kręgosłup zaczyna przypominać wygląd kija bambusowego. W trzonach kręgów powstaje zanik kostny. Stan zapalny występuje także w stawach biodrowych, w samych kościach, w okostnej, w ścięgnach w miejscu ich przyczepu do kości (gł. w Achillesie), w tkankach okołostawowych. W skrajnych przypadkach zesztywnienie stawów skroniowo – żuchwowych utrudnia, a nawet uniemożliwia przyjmowanie pokarmów. Występują również zmiany w mięśniach, których bóle powodują odruchowy, obronny skurcz, który z czasem utrwala się. Pojawiają się zaniki mięśni głównie przykręgosłupowych i obręczy kończyn górnych.
Charakterystyczna jest tzw. sylwetka narciarza, którą chory przyjmuje dla równowagi.
