Os principais neurotransmissores envolvidos no de senvolvimento da espasticidade são: ácido gamami nobutírico (GABA) e glicina, que são excitatórios, e o glutamato que é inibitório, além da dopamina, modu ladora dos neuropeptídeos.

A perda da influência excitatória descendente resultará em diminuição da excitabilidade dos neurônios fusimotores gama e dos motoneurônios alfa, o que aumenta o reflexo de estiramento.

Dentre os vários mecanismos fisiopatológicos, sobressai a teoria clássica do aumento do tônus, secundário à perda das influências inibitórias des cendentes (via retículo-espinhal), como resultado de lesões que comprometem o trato córtico-espinhal.

O principal mecanismo é originado em vários pontos da via do reflexo do estiramento, envolvendo vias me diadoras de influências inframedulares sobre a medula espinhal.

As lesões comprometendo o trato córtico-espinhal piramidal tem como resultante a diminuição dos reflexos medulares pela perda da influência excitatória do córtex, e, portanto geram espasticidade.