Le cause della spasticità a livello neurologico sono una lesione del fascio piramidale del primo motoneurone accompagnata da una lesione del sistema extrapiramidale, quindi delle vie discendenti dalla corteccia motoria. Queste parti del sistema nervoso centrale controllano ogni movimento volontario tramite le loro fibre rispettivamente eccitatorie o inibitorie. Nel soggetto colpito da un tale danno, però, c'è uno squilibrio tra stimolazione e inibizione di un muscolo o di un gruppo di muscoli, soprattutto perché mancano gli impulsi inibitori. Da questo risultano l'aumento del tono muscolare (ipertonia spastica), l'iperreflessia osteotendinea e la contrazione involontaria ed eccessiva dei muscoli interessati.