A gerincvelőt három hártya, az úgynevezett agyhártya védi. A gerincvelőt körülvevő külső hártya a dura mater (a latinból, jelentése: tartós anya). A sűrű rostos anyagból álló dura alkotja a durazsákot, amely körülveszi a gerincvelőt és a cauda equinát (erről később lesz szó), és a második keresztcsigolya magasságában végződik. A durát a csigolyáktól az epidurális térben lévő epidurális zsír választja el (epi, azaz az epidurális téren). A következő réteg a finom arachnoidea mater, amely vékony, és pókhálószerű szálakkal kapcsolódik az alatta lévő pia materhez (arachnoid görögül pókot jelent). Az arachnoidea mater alatt található a subarachnoideális tér, amely agy-gerincvelői folyadékkal van kitöltve. Az agy- és gerincvelői folyadék, rövidítve liquor, az agyvelőt és a gerincvelőt, valamint a cauda equina-t fürdeti, védelmet, táplálékot, valamint a tápanyagok és a salakanyagok cseréjének közegét biztosítja. A gerincvelőt körülvevő legbelső hártya az érzőhártya, a pia mater (latinul: gyengéd vagy odaadó anya), amely nagyon szorosan illeszkedik a gerincvelőhöz. A pia mater páros specializációkkal rendelkezik, amelyeket fogazott szalagoknak neveznek, amelyek oldalirányban nyúlnak ki a gerincvelő felszínéből, és az arachnoidát átszúrva 21 fogazatpárnál kapcsolódnak a dura mater belső oldalához (a dentate fogszerűt jelent – ezek fogszerű oldalsó nyúlványok). A fogazott szalagok hosszanti irányban futnak a gerincvelő dorsalis és ventrális gyökerei között, és arra szolgálnak, hogy a gerincvelőt oldalról oldalra felfüggesztik a durazsákban. A pia a gerincvelő végétől (a második ágyékcsigolya magasságában) a filum terminale internumként alul folytatódik. Mint említettük, a duralis zsák a második keresztcsigolya (S2) magasságában végződik. A duralis zsák végétől caudalisan található az agyhártyák egy specializációja, a coccygealis ligamentum (vagy filum terminale externum), amely az agyhártyákat és következésképpen a gerincvelőt a farokcsonthoz rögzíti. A coccygealis ligamentum az agyhártya mindhárom rétegének specializációiból áll.
