Форма поперечных срезов спинного мозга на разных уровнях различна: в верхней части срез имеет форму овала, в средней части округлый, а в нижней приближается к квадратной.

На передней поверхности спинного мозга, по всей его длине, залегает передняя срединная щель, в которую впячивается складка мягкой мозговой оболочки - промежуточная шейная перегородка. Эта щель менее глубокая у верхнего и нижнего концов спинного мозга и наиболее выражена в средних его отделах.

На задней поверхности мозга имеется очень узкая задняя срединная борозда, в которую проникает пластинка глиозной ткани - задняя срединная перегородка. Щель и борозда делят спинной мозг на две половины - правую и левую. Обе половины соединены узким мостиком мозговой ткани, в середине которой располагается центральный канал спинного мозга.

На боковой поверхности каждой половины спинного мозга находятся две неглубокие борозды. Переднелатеральная борозда, расположенная снаружи от передней срединной щели, более отдалённая от неё в верхней и средней частях спинного мозга, чем в нижней его части. Заднелатеральная борозда, лежит кнаружи от задней срединной борозды. Обе борозды идут по всей длине спинного мозга.

В шейном и отчасти в верхнем грудном отделах, между задней срединной и заднелатеральной бороздами, проходит нерезко выраженная задняя промежуточная борозда.

У плода и новорожденного иногда встречается довольно глубокая передняя промежуточная борозда, которая, следуя по передней поверхности верхних отделов шейной части спинного мозга, располагается между передней срединной щелью и переднелатеральной бороздой.

Характерной особенностью спинного мозга является его сегментарность и правильная периодичность выхода спинномозговых нервов.

Спинной мозг делят на 5 частей: шейную, грудную, поясничную, крестцовую и копчиковую части. При этом отнесение сегмента спинного мозга к той или иной части зависит не от реального его расположения, а от того, в каком отделе выходящие из него нервы покидают позвоночный канал. Шейную часть составляют 8 сегментов, грудную - 12, поясничную - 5, крестцовую - 5, копчиковую - от 1-ой до 3-ех. Итого 31 - 33 сегмента.

Из переднелатеральной борозды или вблизи неё выходят передние корешковые нити, представляющие собой аксоны нервных клеток. Передние корешковые нити образуют передний (двигательный) корешок. Передние корешки содержат центробежные эфферентные волокна, проводящие двигательные импульсы на периферию тела: к поперечно-полосатым и гладким мышцам, железам и др.

В заднелатеральную борозду входят задние корешковые нити, состоящие из отростков клеток, залегающих в спинномозговом узле. Задние корешковые нити образуют задний корешок. Задние корешки содержат афферентные (центростремительные) нервные волокна, проводящие чувствительные импульсы от периферии, т.е. от всех тканей и органов тела, в ЦНС. На каждом заднем корешке расположен спинномозговой узел.

Направление корешков неодинаково: в шейном отделе они отходят почти горизонтально, в грудном - направляются косо вниз, в пояснично-крестцовом отделе следуют прямо вниз.

Передний и задний корешки одного уровня и одной стороны соединяются снаружи от спинномозгового узла, образуя спинномозговой нерв, который является, таким образом, смешанным. Каждая пара спинномозговых нервов (правый и левый) соответствует определённому участку - сегменту - спинного мозга.

Следовательно, в спинном мозге насчитывается такое количество сегментов, сколько пар спинномозговых нервов.

На поперечных срезах спинного мозга видно расположение белого и серого вещества. Серое вещество занимает центральную часть и имеет форму бабочки с расправленными крыльями или буквы Н. Белое вещество располагается вокруг серого, на периферии спинного мозга.

Соотношение серого и белого вещества в разных частях спинного мозга различно. В шейной части, особенно на уровне шейного утолщения, серого вещества значительно больше, чем в средних участках грудной части, где количество белого вещества намного (примерно в 10-12 раз) превышает массу серого вещества. В поясничной области, особенно на уровне поясничного утолщения, серого вещества больше, чем белого. По направлению к крестцовой части количество серого вещества уменьшается, но в ещё большей степени уменьшается количество белого. В области мозгового конуса почти вся поверхность поперечного среза выполнена серым веществом и только по периферии располагается узкий слой белого.

Белое вещество представляет собой сложную систему различной протяжённости и толщины миелиновых и отчасти безмиелиновых нервных волокон и опорной нервной ткани - нейроглии, а также кровеносных сосудов, окружённых незначительным количеством соединительной ткани. Нервные волокна в белом веществе собраны в пучки.