膝盖伸直时疼痛的主要原因有多种，比如常见的膝关节骨性关节炎，据统计，50岁以上人群中约半数患有膝关节骨性关节炎，而膝盖伸直时可能因关节软骨磨损等出现疼痛。
一、膝关节骨性关节炎导致
关节软骨磨损： 随着年龄增长或长期过度使用膝关节，关节软骨会逐渐磨损，当膝盖伸直时，磨损的软骨面受到挤压等刺激，就容易引发疼痛。一般中老年人更容易出现这种情况，因为软骨的退变是随年龄逐渐发生的。骨质增生影响： 膝关节骨性关节炎患者往往伴随骨质增生，当膝盖伸直时，增生的骨质可能会刺激周围的软组织，从而引起疼痛。
二、韧带损伤引发
前交叉韧带损伤： 运动中突然的扭转等动作可能导致前交叉韧带损伤，比如篮球、足球运动中常见。当膝盖伸直时，损伤的前交叉韧带可能无法正常稳定膝关节，进而产生疼痛。而且前交叉韧带损伤后，膝关节的稳定性遭到破坏，会影响正常的屈伸活动。髌韧带损伤： 长期过度使用或者外伤等因素可能造成髌韧带损伤，比如跑步过多的人容易出现髌韧带劳损。膝盖伸直时，髌韧带受到的张力变化可能引发疼痛，患者会感觉膝盖前方伸直时不适。
三、半月板损伤所致
半月板退变或撕裂： 半月板是膝关节内的软骨结构，随着年龄增长半月板会发生退变，或者在运动中受到扭转力易导致半月板撕裂。当膝盖伸直时，半月板的病变部位受到挤压等，就会出现疼痛。例如打篮球急停急转时，就可能引发半月板损伤，进而在伸直膝盖时感到疼痛。半月板位置异常影响： 退变或者损伤的半月板在膝盖伸直时，可能会卡在关节间隙中，刺激周围组织引起疼痛。