強直性脊柱炎的放射學改變可以表現在全身多個關節， 以骶髂關節炎最為突出， X線徵象出現較遲， 幾乎完全是雙側性。 最初是關節附近有斑片狀骨質疏鬆區， 特別是骶髂關節的中下段最為明顯。 接著便出現骨腐蝕與軟骨下骨皮質硬化。 在骶髂關節的中下段， 髂骨面覆蓋著薄層軟骨， 因此該處首先出現骨骼變化， 且比較明顯。 在骶髂關節的上1/3處， 有堅強的韌帶連接著骨面， 也可以有類似的X線徵象。
軟骨下骨侵蝕的X線表現為關節間隙的假性增寬。 隨後是纖維化、鈣化、骨橋形成與骨化。 一般說來，
在脊柱方面主要表現在椎間盤、脊椎小關節、肋脊關節、後縱韌帶與寰樞關節。 很少有上述關節出現病變而骶髂關節卻不受侵犯。 早期階段， 椎間盤纖維環淺層有炎症， 伴反應性骨硬化與鄰近椎體腐蝕， 使椎體變成方形。 纖維環逐漸骨化， 並有骨橋形成。 同時脊椎後關節和鄰近韌帶亦有類似的變化， 最終脊柱完全融合。 還可以出現椎間盤周圍椎體骨質腐蝕和硬化， 竹節狀改變亦在此階段中斷， 通常發生在疾病的後期。
周圍大關節炎症表現為對稱性、均勻性關節間隙狹窄， 軟骨下骨板不規則骨硬化， 關節外緣骨刺形成， 最後骨性強直。 肩關節為第二好發部位，
