在背部中线未闭合的椎板处的软组织内膨出一囊状物，其包囊大小不等，基底宽窄不一，表面皮肤多属正常，皮下层的深面薄膜即膨出之硬脊膜，形成膨出囊之内衬，与皮肤共同组成囊肿样包块，囊内充满了无色，透明的脑脊液，无神经组织，或仅见一条细纤维束带连至脊髓表面，囊颈通常较细小，椎管内的脊髓为正常形态，少数病人的膨出囊外表皮肤呈瘢痕样改变。
脊膜囊从椎板缺裂处膨出，大小不一，基底多较广，囊内衬里为硬脊膜，囊颈一般较宽，囊内容物有两种情况：
(1)一种为伴有少数神经根突向囊内，并附着于囊壁，也即膨出囊内存在有神经根和脑脊液的成分。
(2)另一种为腰骶部脊髓，脊膜膨出，囊内有脊髓及神经根突入和附着，脊髓与神经组织有的突入至囊内之后，又卷曲，返回于椎管的硬脊膜囊内。
膨出囊内充有脑脊液，有时囊内为纤维束带分隔成小房或小囊，突向囊内的脊髓与神经组织可能与囊壁之间只有疏松之粘连，但有的则与囊壁呈坚固性粘连，甚至融合为一体而难以分离，因此神经损害的程度差别甚大，一部分病例包囊表面的皮肤菲薄，或为瘢痕样，个别情况呈鳞状上皮癌样改变。
部分脊膜膨出与脊髓，脊膜膨出及脂肪瘤合并存在，称为“脂肪瘤型脊膜膨出”合并“脂肪瘤型脊髓和(或)脊膜膨出”，此种病变有时包块很大，其基底多较宽大，且包囊肥厚。
此型最为严重，临床较为少见，椎板缺裂较宽，椎管与硬脊膜广泛敞开，脊髓与神经组织直接显露于外，其外表只有一层蛛网膜，一般不形成囊性包块，可见其内的脊髓与神经根组织与搏动，多有神经组织的变性，有时尚有一层硬脊膜覆盖。
