硬膜囊由致密结缔组织构成，厚而坚韧。少弹性，膜的厚度各段不一，以寰枕区为最厚，颈胸段次之，腰段再次之，骶段最薄。硬脊膜套在脊髓周围，形成一长筒状的硬脊膜囊。上方附于枕骨大孔周缘，与硬脑膜相续，向下在平第2骶椎高度形成一盲端，并借终丝附于尾骨。硬膜囊两侧伸出筒状鞘膜分别包被脊神经前根和后根，形成硬根膜。

临床中硬膜囊可能会出现骨化，一般是受到邻近的脊柱韧带骨化影响而发生骨化。一旦硬膜囊发生骨化，很难将硬膜囊骨化和韧带骨化两者区分，则会对疾病的治疗造成一定影响，因此要对硬膜囊骨化进行明确诊断。