膝关节疼痛的病因较多，其中骨关节炎较为常见，据统计，50岁以上人群中半数患骨关节炎，65岁以上人群中90%女性和80%男性患该病。
创伤性因素
运动损伤： 运动时如突然扭转、摔倒等，可能导致膝关节半月板损伤、韧带撕裂等。比如打篮球时急停变向，容易引发半月板撕裂，出现膝关节疼痛、肿胀、活动受限等症状。外伤撞击： 膝关节受到外力直接撞击，如被重物砸到、车祸撞击等，会引起局部疼痛、淤血、红肿，严重时可能导致骨折等情况，进而造成膝关节疼痛。
退行性因素
年龄增长： 随着年龄增加，膝关节软骨会逐渐磨损，尤其是30岁以后，软骨开始出现生理性退变，到60岁左右，多数人膝关节软骨都会有不同程度磨损，从而引发疼痛。肥胖因素： 体重过重会增加膝关节的负担，加速软骨磨损。研究表明，体重每增加10公斤，膝关节承受的压力增加3 - 4倍，长期下来容易导致膝关节疼痛。
炎症性因素
类风湿关节炎： 这是一种自身免疫性疾病，会侵袭膝关节滑膜，导致滑膜炎症，出现膝关节疼痛、肿胀、僵硬，通常早晨起床时僵硬感明显，持续时间较长，一般超过30分钟。痛风性关节炎： 体内尿酸代谢紊乱，尿酸盐沉积在膝关节，引发急性炎症反应，导致膝关节突然剧烈疼痛，疼痛程度较剧烈，像刀割一样，同时伴有红肿、发热等症状。
其他因素
感染性因素： 膝关节感染细菌等病原体，如化脓性关节炎，多由细菌通过血液传播、邻近组织感染蔓延等途径引起，会出现膝关节红肿热痛，伴有高热、寒战等全身症状。肿瘤性因素： 膝关节周围的骨肿瘤、滑膜瘤等，会破坏膝关节结构，引起疼痛，且疼痛呈进行性加重，休息时也可能疼痛，还可能伴有局部肿块等表现。