膝骨性關(guān)節(jié)炎的主要病理變化是關(guān)節(jié)軟骨的退變，進(jìn)而引起滑膜炎癥、骨質(zhì)增生、半月板損傷、游離體形成及關(guān)節(jié)外組織炎癥等一系列病變。
     一、關(guān)節(jié)軟骨
     病變最早發(fā)生在關(guān)節(jié)軟骨，承重區(qū)軟骨變軟，表面干燥粗糙呈暗黃色，彈性下降。逐漸出現(xiàn)不規(guī)則的壓痕、凹凸不平，有時呈絨毛樣改變。進(jìn)一步發(fā)展軟骨變薄、破碎、脫落，或原處浮起，軟骨下骨質(zhì)暴露。
 顯微鏡下可見軟骨表層基質(zhì)減少，纖維變性；病變軟骨細(xì)胞腫脹、崩解，其他失去正常排列順序，雖有些細(xì)胞有核分裂的現(xiàn)象，但細(xì)胞死亡的速率遠(yuǎn)高于細(xì)胞再生的速率，使病變的軟骨區(qū)域不斷加深擴(kuò)大。
     二、滑膜
     病變早期滑膜一般不受影響，隨著軟骨細(xì)胞的死亡，大量的溶酶體釋放在關(guān)節(jié)腔內(nèi)，再加上其他代謝產(chǎn)物的共同作用，滑膜出現(xiàn)充血、水腫、滲出等炎癥反應(yīng)。炎癥可以是急性的，以滲出為主，也可以是慢性的，以增生為主。
     三、骨質(zhì)
     軟骨脫落后骨質(zhì)裸露，骨髓腔內(nèi)血管和纖維組織增生，產(chǎn)生新骨并沉積于裸露骨面上，形成硬化層。關(guān)節(jié)軟骨下方的骨髓腔因血管和纖維組織增生出現(xiàn)囊性變，有時與關(guān)節(jié)腔相通，關(guān)節(jié)滑液會充斥其間。骨端在關(guān)節(jié)囊、韌帶、肌腱附著處等非負(fù)重區(qū)，因炎癥的侵蝕出現(xiàn)血管侵入、鈣化，形成骨質(zhì)增生。
     四、半月板
     半月板也會出現(xiàn)類似于關(guān)節(jié)軟骨的病理變化，根據(jù)退變的程度表現(xiàn)為半月板變薄、表面粗糙、絨毛樣變、水平裂紋或分層、縱向裂紋或破裂等。
     五、其他
     脫落的關(guān)節(jié)軟骨或滑膜絨毛在關(guān)節(jié)腔內(nèi)化生成游離體；炎癥向關(guān)節(jié)外浸，附著于骨端的軟組織出現(xiàn)炎癥；長期積聚的關(guān)節(jié)滑液向關(guān)節(jié)薄弱處膨出，形成X窩囊腫、半月板囊腫。