膝關節腔積液的原因很多，常見的為急性、化膿性關節炎、慢性滑囊炎、髕上滑囊炎、外傷性滑囊炎、增生性關節炎等 滲出液中含有紅細胞、白細胞、膽紅質、脂肪、粘液素和纖維素等。嚴重者關節積液呈血性。關節腫脹及活動受限。如不及時處理，晚期可發生滑膜肥厚、關節內粘連和軟骨變性等。如果反復損傷，滑膜反應即可轉為慢性，表現為淋巴細胞和漿細胞浸潤。這些現象均為非特異性滑膜反應。
嚴重損傷造成滑膜缺損時，其愈合較快，這是由于滑膜細胞可以再生和增生，同時其它組織和細胞也可以生化為滑膜細胞。但是嚴重增生性膝關節炎，滑膜絨毛水腫、肥大、增厚，形成許多大小不等、形狀各異的滑膜皺襞，滑膜下結締組織組纖維增生，以及滑膜組織生物學的老化等，使滑膜組織再生與修復能力顯著降低。