Спинной мозг, как и головной, окружен тремя оболочками: мягкой, прилегающей непосредственно к спинному мозгу, паутинной, находящейся между мягкой и твердой мозговыми оболочками и твердой мозговой оболочкой, находящейся снаружи спинного мозга.
Твердая мозговая оболочка делится на два листка: наружный и внутренний. Наружный листок прилегает к стенкам позвоночного канала и тесно связан с надкостницей и связочным аппаратом. Внутренний листок идет от большого затылочного отверстия до II—III крестцового позвонка. Он заключает в себе спинной мозг. В боковых отделах позвоночного канала твердая мозговая оболочка отдает влагалище для спинномозговых нервов, выходящих из канала через межпозвоночные отверстия.
Между листками твердой мозговой оболочки образуется эпидуральное пространство.
Между внутренним листком твердой мозговой оболочки и паутинной образуется щелевидное пространство — субдуральное пространство.
Мягкая мозговая оболочка окружает спинной мозг, содержит питающие его кровеносные сосуды. Она тесно прилегает к спинному мозгу, в то же время тесно соединена с паутинной оболочкой. Между мягкой мозговой оболочкой и паутинной оболочкой находится субарахноидальное пространство, заполненное спинномозговой жидкостью. Спинномозговая пункция субарахноидального пространства производится ниже второго поясничного позвонка, чтобы не повредить спинной мозг.