中医文献资料，发现督脉循行路线与脊髓解剖部位密切相关，督脉反映或代表了脊髓的部分或绝大部分功能，督脉病证大多是脊髓和脑的病症，而督脉功能的正常发挥，与肾和络脉的作用密不可分。
肾、督脉、络脉解剖生理密不可分，生理上相互联系。张介宾《类经·经络类》论述脑髓与肾精的关系，云“精藏于肾，肾通于脑，脑者阴也，髓者骨也，诸髓皆属于脑，故精成而脑髓生”。张锡纯认为：“脑为髓海，乃聚髓处，非生髓之处，究其本源，实乃肾中真阴真阳之气酝酿化合而成……缘督脉上升灌注于脑。”可见，脑髓赖肾精充养，始能亏而复盈，而肾与脑髓的联系，又赖督脉经气之转输与灌注。生理上，肾精是督脉和络脉生理活动的基础物质，肾精化气源源不断地充养督脉和络脉，使其发挥各自的生理功能，肾精充足，督脉盈盛而不空虚，始能输精于上，布达于周，发挥各自的生理功能。
肾督亏虚，精血不足，正气虚损，营卫失调，卫外机能低下，外邪可由体表之络入侵，一方面可直接入里伤督而发病；另一方面又可影响络脉中气血运行，叶天士曾言：“邪与气血而凝，结聚络脉。”络脉气滞不行，血运不畅，气滞于络，血瘀在络，气失温煦之功能，血失濡养之职，每多出现四肢或躯体疼痛、怕冷等症。
肾督亏虚，精血不足，络脉中气血不足而失却濡润，又可出现络虚不荣的病理机制，如脊髓空洞症因络虚不荣而临床常表现为一侧肢体或四肢末端病变节段以下感觉减退，痛温觉丧失，皮肤营养障碍；又因络虚不荣，营卫失和，可见半侧躯体皮肤多汗或无汗。络虚不荣每多兼有络脉气血运行不畅之病理因素，所以脊髓空洞症、亚急性脊髓联合变性等病还常见有肢体麻木不仁或疼痛等。