過去一些年來，55歲以上的長者，約25%的人每個月內大多數日子都會膝關節疼痛，其中一半人照X光發現膝部有骨關節炎，另外一些人有類似的骨關節炎的症狀，沒有經X光確診也可能有膝部骨關節炎，X光成像發現不了早期病症。
在流行病學上，膝蓋骨關節炎隨年齡增長而患病機會增多，女性多於男性，危險因素包括肥胖、膝部外傷、膝部手術以及職業性的膝蓋屈伸。膝關節炎的自然發展史差別很大，有些病人可以改善，有些病人病情穩定，有些則每況愈下。關節炎是老人靈活性下降的首要因素，膝部疼痛限制關節的功能，使老人不能正常行動。
骨關節炎影響關節結構，不僅透明的關節軟骨丟失，而且會導致錯位、拉伸並削弱關節肌肉。某些病人存在關節膜炎，股骨頭壞死，他們的韌帶鬆弛，骨髓損害並進一步導致骨外傷。
不協調是關節結構退化最大的危險因素，因爲它進一步加大重心承受度，引起關節損傷的惡性循環，並最終導致關節失靈。滑膜和軟骨的局部炎症引起疼痛和關節損害。
膝關節由三個部分組成，骨不連，雖然這三個部分中的任何一個都可能是骨關節炎相關的疼痛的來源，但絕大多數時候，疼痛發射源是碟狀的脛股骨關節。骨頭、炎性液體和充滿液體的關節囊很可能是疼痛的來源，黏液囊炎也會引起症狀，透明的關節軟骨不可能是疼痛來源，因爲它沒有疼痛反射組織。
