膝盖突然伸直时疼痛可能由多种原因引起，常见的有半月板损伤、韧带损伤、髌骨关节炎等。
半月板损伤
多因扭转外力引起，当一腿承重，小腿固定在半屈曲、外展位时，身体及股部猛然内旋，内侧半月板在股骨髁与胫骨之间受到旋转压力，而致半月板撕裂。运动爱好者、长期从事重体力劳动者等较易出现这种情况。
韧带损伤
如前交叉韧带损伤，常发生于篮球、足球等运动中，当膝关节处于非生理位置时，受到暴力导致韧带拉伤或撕裂，会出现膝盖伸直疼痛且伴有膝关节不稳定感。
髌骨关节炎
多见于中老年人，由于膝关节长期磨损、退变等原因，髌骨软骨发生损伤、退变，在膝盖伸直时，髌骨与股骨关节面之间的摩擦增加，从而引发疼痛。
肌肉拉伤
运动时肌肉突然剧烈收缩或拉伸过度，可能导致膝盖周围肌肉拉伤，在伸直膝盖时，受伤肌肉受到牵拉，引起疼痛。年轻人运动强度较大时较易发生。