膝關節軟骨由軟骨細胞和細胞外基質組成，軟骨細胞可以合成和分泌軟骨基質，軟骨基質中膠原蛋白的含量非常高。隨著年齡的增長，膠原蛋白纖維開始失去彈性，軟骨細胞合成蛋白多糖的能力下降，造成軟骨的彈性下降。關節經過幾十年的運轉活動，出現骨質疏松，再加上各種原因導致的損傷，軟骨的退變和磨損程度逐漸加重，便逐漸形成了關節炎。導致膝關節骨性關節炎的原因主要有以下幾點： 1、慢性勞損。膝關節長期姿勢不良、負重用力、負荷過重、過度使用，可能導致關節軟骨損傷； 2、肥胖。體重的增加和膝關節骨性關節炎的發病率成正比，肥胖患者的體重下降可以減少膝關節骨性關節炎的發病； 3、骨質疏松。當軟骨下骨小梁變薄、變硬時，其承受壓力的耐受性就會減小，因而在骨質疏松患者出現骨性關節炎的幾率明顯增多； 4、外傷。膝關節外傷一方面可以導致關節軟骨損傷，另外也可以造成韌帶或者半月板的損傷，使關節處于不穩定的狀態，受力不平衡導致局部壓力增加，加速了軟骨的退行性變； 5、遺傳因素。不同種族的膝關節受累的情況各不相同。另外，性別也在膝關節骨性關節炎的發病中有明顯的影響，本病主要以女性較為多見。