股四头肌是一组运动膝关节的肌肉，它起于髂前下棘的股骨粗线，止于胫骨粗隆，分别由股直肌、股内侧肌、股中侧肌、股外侧肌组成，是膝关节的伸肌，其张力是屈肌力的三倍。股四头肌主要是单关节肌，有髌骨扩大，在膝关节屈伸运动轴的垂直距离上其力矩远大于屈肌，杠杆作用强；而屈肌多为双关节肌，其张力因素影响杠杆作用，股四头肌有以下3个作用。
1、伸直膝关节；
2、屈膝时股四头肌的收缩可以对抗重力，维持膝关节的稳定；
3、膝关节运动时保持动态稳定。在膝关节运动中保持动态稳定。
股内侧肌的附着位置比股外侧肌低，其纤维的方向有较大的倾斜度，因此在稳定髌骨方面起着重要作用。股内侧肌还能在膝关节伸展的最后10°-15°时伸展胫骨，以增强膝关节的弹响机制。
因此，加强股四头肌有助于保护膝关节，因为作为膝关节功能稳定的重要组织结构，股四头肌可以缓解运动对膝关节的冲击，在正常步态中脚尖着地时，股四头肌的收缩对着地的冲击起到缓冲作用，减少关节的重量和压力，而股四头肌的减弱无疑会影响这种保护作用。股四头肌力量减弱肯定会影响这种保护作用；加强股四头肌训练可以改善其对膝关节负重情况的调节作用；加强股四头肌训练可以改善膝关节步态的稳定性。因此，股四头肌锻炼对膝关节骨性关节炎有治疗作用。
