A.- F._, née le 23 avril 1965, a travaillé dès le 1er août 1991 comme employée d'exploitation de la cafétéria du Centre hospitalier X._.
Souffrant de douleurs dorsales, elle a déposé, le 11 février 1999, une demande de rente de l'assurance-invalidité.
Par décision du 17 février 2000, l'Office de l'assurance-invalidité pour le canton de Vaud (ci-après : l'office) a rejeté la demande de prestations au motif que l'assurée disposait d'une pleine capacité de travail dans son activité professionnelle.
B.- Par jugement du 24 octobre 2000, le Tribunal des assurances du canton de Vaud a rejeté le recours formé contre cette décision par l'assurée.
C.- F._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement. Elle conclut à son annulation, à la mise en oeuvre d'une expertise médicale et à l'octroi d'une demi-rente d'invalidité.
L'office a conclu au rejet du recours, cependant que l'Office fédéral des assurances sociales ne s'est pas déterminé.

Considérant en droit :
1.- Les premiers juges ont exposé les dispositions légales et la jurisprudence relatives à la notion d'invalidité et au degré de l'invalidité ouvrant le droit à une rente, si bien qu'il suffit de renvoyer au jugement entrepris sur ce point.
2.- a) La recourante reproche en substance aux premiers juges de n'avoir pas procédé à une mesure d'instruction requise, soit une expertise médicale, et soutient que cette dernière aurait permis d'établir qu'elle subissait une invalidité ouvrant le droit à une demi-rente.
b) Le juge des assurances sociales doit, quelle que soit leur provenance, examiner l'ensemble des moyens de preuve de manière objective et décider s'ils permettent de trancher la question des droits litigieux de manière sûre.
En particulier, le juge ne saurait statuer, en présence de rapports médicaux contradictoires, sans avoir examiné l'ensemble des preuves disponibles et sans indiquer les motifs qui le conduisent à retenir un avis médical plutôt qu'un autre (<ref-ruling> consid. 3a). En ce qui concerne, par ailleurs, la valeur probante d'un rapport médical, ce qui est déterminant c'est que les points litigieux importants aient fait l'objet d'une étude circonstanciée, que le rapport se fonde sur des examens complets, qu'il prenne également en considération les plaintes exprimées par la personne examinée, qu'il ait été établi en pleine connaissance de l'anamnèse, que la description du contexte médical et l'appréciation de la situation médicale soient claires et enfin que les conclusions de l'expert soient dûment motivées (<ref-ruling> consid. 3a, 122 V 160 consid. 1c et les références).
3.- a) En l'espèce, les premiers juges ont considéré en substance que l'administration avait procédé à une instruction suffisante sur le plan médical et ils ont retenu, en se fondant sur trois rapports émanant du docteur Z._, des 13 octobre et 10 décembre 1998, et 25 jan- vier 1999, que la recourante est à même d'exercer son activité professionnelle à 100 % sans restriction. Ils ont encore indiqué qu'à leurs yeux cet avis médical était solidement étayé, exempt de contradictions et n'était pas sérieusement mis en cause, sur la base d'éléments objectifs, par les conclusions du docteur E._, médecin traitant de la recourante, selon qui cette dernière subit une incapacité de travail de 50 %.
b) Il ressort cependant des pièces du dossier qu'à l'issue d'un examen de la colonne cervicale par résonance magnétique réalisé le 30 avril 1997, le docteur D._, du Centre d'imagerie diagnostique, à Y._, a conclu à l'existence de discopathies étagées de C4 à C7, prédominant en C4-C5 avec protrusion discale médio-bilatérale modérée, sans signe d'extrusion, de conflit radiculaire ou de myélopathie.
Ce même médecin conclut, par ailleurs, sur la base d'un CT-scan lombaire réalisé le 7 juin 2000, à l'existence d'une discopathie aux trois niveaux lombaires, avec rétrécissement modéré du canal en L3-L4 et L4-L5 par des relâchements discaux étagés, avec rétrécissement modéré du trou de conjugaison L4-L5 gauche, en relation avec une arthrose postérieure, évoquant une possible irritation de la racine L4 gauche, sans signe de hernie discale.
Selon le docteur E._, ces troubles justifient les plaintes émises par l'assurée et le maintien d'une incapacité de travail à 50 %.
A cet égard, les premiers juges ont certes indiqué que, selon eux, les troubles structurels et dégénératifs du rachis lombaire présentés par la recourante, qu'ils qualifient de discrets, sont bien supportés et ne limitent pas sa capacité de gain dans sa profession, qui n'exige aucun travail de force. Cette affirmation ne trouve cependant aucun appui dans les pièces du dossier. Le docteur Z._ ne se prononce, en effet, dans aucun de ses rapports sur le résultat de ces examens dont, en ce qui concerne le CT-scan réalisé au mois de juin 2000, il ne pouvait du reste avoir connaissance. Les résultats de ces examens paraissent, par ailleurs, en contradiction avec le rapport du docteur Z._ du 25 janvier 1999, dans lequel ce médecin impute les plaintes de la recourante à des causes non organiques et suggère l'existence de troubles psychiques, hypothèse au demeurant réfutée par les conclusions de la doctoresse M._, du Service de psychiatrie de liaison (rapport du 5 mars 1999). En l'état du dossier, les renseignements médicaux demeurent ainsi contradictoires et l'on ne saurait admettre, sans autre examen, que la recourante dispose d'une pleine capacité de travail dans sa profession. On ignore par ailleurs concrètement en quoi consiste exactement cette dernière et si elle sollicite particulièrement le dos de la recourante. Il est par conséquent impossible de déterminer si les atteintes à la santé dont souffre la recourante, et en particulier celles révélées par le CT-scan lombaire réalisé le 7 juin 2000, ont une influence sur sa capacité de gain.
Il convient dès lors de renvoyer la cause à l'intimé afin qu'il complète l'instruction sur ces différents points en procédant notamment à une expertise médicale.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurance
prononce :
I. Le recours est admis en ce sens que le jugement du
Tribunal des assurances du canton de Vaud du 24 octobre
2000 ainsi que la décision du 17 février 2000 de
l'Office de l'assurance-invalidité pour le canton de
Vaud sont annulés, la cause étant renvoyée à l'intimé
pour instruction complémentaire et nouvelle décision
au sens des considérants.
II. Il n'est pas perçu de frais de justice.
III. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal des assurances du canton de Vaud, ainsi qu'à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 10 juillet 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIe chambre :
Le Greffier :