척수는 척추골을 이루는 척추관 안에 들어있으며, 출생시 척추관 전체의 길이에 있지만 척추는 성장하나 척수의 성장은 없어 성인의 경우 제1요추까지 분포합니다.

척수는 단단한 척추골 뼈의 관내에 위치하며 경막, 지주막, 연막 이 세층의 뇌막이 척수를 보호하고 있고, 특히 뇌척수액이 들어있는 연막과 지주막 사이의 지주막하강에 의해서 척수는 외부 충격으로부터 한 번 더 보호받습니다. 경막은 가장 바깥층의 있는 뇌막으로 두껍고 단단한 섬유질로 이루어져 있으며 지주막에는 혈관이 발달되어 있어 영양을 공급하는 역할을 하고, 척수는 연막이라는 얇은 막으로 싸여 있습니다. 척수가 없지만 뇌막은 척추관의 끝까지 이어져 있어 제1 요추 아랫부분의 뇌막을 채취하면 척수의 손상없이 뇌척수액을 채취할 수 있습니다.
척수의 속질은 H모양으로 신경 세포체가 모인 회색질을 이루고, 겉질은 감각기에서 받아들인 감각을 뇌로 전달하는 신경섬유로 구성된 백색질입니다. 척수에서 나온 31쌍의 신경 다발이 척추의 마디마다 등쪽과 배쪽으로 뻗어나와 있으며, 이를 전근과 후근이라 부릅니다. 전근은 원심성 뉴런으로 운동을, 후근은 구심성 뉴런으로 감각을 담당합니다.
척수의 31쌍의 신경세포 중 상단에서 분기한 신경은 상반신, 팔, 손으로 연결되고 하단에서 분기한 신경은 골반, 허벅지, 종아리, 발로 연결됩니다. 말초신경이란 척수에서 더 분기되어 피부 표면, 근육, 혈관, 뼈 등 머리에서 발끝까지 몸 전체로 분포된 신경입니다.

척수는 뇌와 말초신경 사이의 흥분전달통로로 몸의 말단부에서 받아들인 감각정보는 후근을 통해 척수를 지나 뇌로 전달되고, 뇌에서 내린 명령은 척수를 지나 전근을 통해 말단의 반응기에 전달됩니다.
뇌의 통제를 필요로 하지 않는 반사의 중추로도 작용하는데 이는 뇌에 전달되지 않고 바로 운동신경이 반응하는 것으로 무릎반사, 회피반사, 아기의 배뇨반사 등이 있습니다.

척수의 손상은 뇌로 들어오는 감각이나 뇌에서 나가는 운동능력을 잃게 하는데 척수가 손상된 지점에 따라 신체 마비 혹은 감각 상실의 종류와 정도가 정해집니다. 일반적으로 손상된 지점이 윗부분일수록 기능의 손실이 큽니다. 손상을 받은 척수의 아랫부분의 신체는 정상적으로 기능할 수 없고, 윗부분의 기능은 지장을 받지 않습니다. 그리고 척수의 손상은 자율신경계 또한 방해하며 뇌는 이를 통제할 수 없어 혈압, 체온조절, 소화기, 성기, 방광의 작용에 변화가 올 수 있습니다.

척수에 위치한 일부 신경섬유가 뇌를 거치지 않고 척수 내부의 짧은 신경전달회로를 통해 빠르게 운동세포에 전해 감각정보를 처리하는 작용을 척수반사(spinal reflex)라 합니다. 척수반사의 종류로는 무릎반사와 같이 골격근이 즉각 반응하여 수축하는 반응을 보이는 신장반사와 사지의 피부가 통증감각을 받았을 경우 자극을 피하기 위해 수축하고 구부러지는 반응을 보이는 굴곡반사가 있습니다.

척수마취란 두번째 허리뼈와 세번째 허리뼈 사이부터 미추뼈 사이까지의 범위 중에서 척수와 경막 사이의 공간에 마취제를 투약하는 것으로 척수가지가 마취되면서 척수가 관장하는 하위 부분은 감각을 느끼지 못하게 되는 원리의 마취형태입니다. 이는 전신마취를 하지 않아도 되는 경우 적절하나 배꼽 이하의 수술일 경우에만 적용 가능합니다. 부작용으로는 자율신경계 중 교감신경이 마취되어 혈압을 올리는 기능을 할 수 없어 혈압이 떨어질 수 있으며, 간혹 마취가 지속되는 경우 또한 있습니다.