A base patológica da espasticidade é a ampliação anormal dos reflexos miotáticos, mediados pelo motoneurônio alfa.

Há uma diminuição da eficiência do arcorreflexo, então o músculo fica excitado por mais tempo.

Atualmente já é sabido que a toxina botulínica não contribui para amenizar os efeitos da espasticidade, sendo substituída por medicamentos orais.

A longo prazo, as sinapses das vias motoras descendentes nos neurônos motores e nos interneurônios da coluna se degeneram e são substituídas por brotos das sinapses interespinhais remanescentes.