Các nguyên nhân gây đau thần kinh tọa bao gồm Nguyên nhân thông thường là đĩa đệm cột sống lồi ra và đè trực tiếp lên dây thần kinh tọa. Đĩa đệm có nhiệm vụ giảm sốc cho cột sống nhưng trong một số trường hợp có thể thoát vị và đè lên dây thần kinh. Các nguyên nhân khác bao gồm: chấn thương, viêm khớp thoái hóa gây kích thích hoặc sưng dây thần kinh tọa, viêm đĩa đệm đốt sống, tổn thương thân đốt sống (thường do lao, vi khuẩn, u) Hiếm gặp hơn nữa là dây thần kinh tọa bị chèn bởi khối u, cơ, bị chảy máu trong, nhiễm trùng và biến chứng từ chấn thương như gãy xương chậu, chấn thương, mang thai