老化によって膝の関節の状態も様々に変化していきます。
膝関節の枠組みとなる大腿骨、脛骨、膝蓋骨などの骨は、関節面を支える土台となる軟骨下骨が硬くなり、また形も変化していきます。これを骨棘形成といいます。
また、関節のクッションとしての重要な役割をはたす関節軟骨や半月板に部分的な変化や摩耗、亀裂が生じ、膝関節に加わる力や衝撃を吸収しきれなくなってしまいます。
膝関節の前後左右の安定性を保っている4本の靭帯にも部分的な変性や断裂が生じて、関節のぐらつきが起こったり、場合によっては関節が硬くなることもあります。
これらの症状と同時に、膝を動かすおおもとの大腿四頭筋や膝屈筋などの筋肉量が減少し、筋肉の繊維自体も次第にしなやかさを失ってきます。その結果、膝を動かす筋力全体が低下し、さらに関節の安定性も失って膝がぐらついてきてしまいます。
このように、膝の骨や軟骨、靭帯・半月板の変性、および筋力の低下などの変化が生じると、膝関節の重要な役割である「可動性」と「支持性」が低下していきます。すなわち、膝の動き（曲げ伸ばしを含む）が悪くなってきてしまい、また体重などの負荷や歩くときの衝撃などを支えることができないので骨に大きな無理が生じてくるようになるのです。
