其形态比较宽阔，连结枕骨大孔前缘与寰椎前弓上缘之间。韧带的前面中部，因有前纵韧带移行而变厚；其两侧略薄，多与关节囊相愈合。

较寰枕前膜薄而略窄，连结枕骨大孔后缘与寰椎后弓上缘之间。该膜的中部略厚；其前面与硬脊膜紧密相连；后面接头后小直肌；两侧移行于关节囊；其与寰椎后弓的椎动脉沟之间，围成一管，其内有椎动脉和枕下神经通过。

连结寰椎横突的上面与枕骨的颈静脉突之间，有加强关节囊外侧壁的作用。

长而坚韧，位于两侧的寰枢关节之间，上方起自寰椎前弓的前面和下缘，向下止于枢椎体的前面。膜的中部因前纵韧带相移行而增厚。

薄而宽阔，位于寰椎与枢椎之间，连结寰椎后弓的下缘与枢椎椎弓上缘之间。其中部略厚，两侧有第2颈神经穿过。

坚韧而肥厚，连结寰椎左右侧块的内侧面。前面微凹；中部略宽，有一纤维软骨构成的关节面，其与枢椎齿突后面的关节面相关节。

寰椎的椎孔，由此韧带分成为前、后两部：前部小，只有齿突；而后部大，容纳脊髓及其被膜等。自韧带中部，向上、下方各发出一条纵行纤维束，前者称为上脚，其末端附着于枕骨大孔前缘。后者称为下脚，其与枢椎体的后面相连。此上、下二束纤维与寰椎横韧带共同构成寰椎十字韧带。

当暴力引起寰椎横韧带撕裂时，齿突则移向后方，从而压迫延髓引起严重的后果。