腰椎骨关节炎放射学诊断以侧值相和斜位相最为重要。椎体和椎间隙在侧位相最清楚，各椎间隙均为下个比上个宽。而椎小关节以斜位相最好辨认。在临床怀疑急性椎问盘突出而缺乏放射学证据的情况下，可行CT扫描或督韵造影以确定之。前者为非损伤性，并可了解椎管狭窄的程度。后者能推确判断椎间盘突出的部位和程度，有利于手术，但为创伤性，一般在出现神经症状、需行外科手术时方予进行。
侧位相椎间隙狭窄为椎间盘病的x线表现，以第4、5腰椎最为常见，并可见邻近椎体硬化。后朗可见多个椎间盘受累，甚至腰椎所有椎间隙均狭窄。如发生椎间盘疝出，邻近椎体脱钙而发生Schmorl结节。
斜位相可见椎体中央棍小关节呈垂直发亮征象，为关节间隙消失和关节周围硬化所致。以第5腰椎、第1能推多见。病情进一步发展时正位相也可见此征象，并易误诊为成骨细胞病变。斜位相可证明只限于关节邻近部位。
椎小关节严重骨关节炎和椎间盘病常伴椎体移位(迟行性脊柱移位)。
人群中50％左右可见椎体轻度异常，以第5腰椎既化为最主要。腰椎能化使腰椎可动椎体由5个减为4个，但若结合牢固，一般不引起症状。腰椎能化最常见的一个类型是第5腰椎横突增大而与镕骨形成双台关节。该关节可因压力异常而发生骨关节炎。
