由於損傷、膝關節畸形或炎症等因素造成膝關節負重力線的改變,使膝關節面有效負重面積減少,關節面受力不均勻,衝擊力集中部位易發生關節軟骨的損傷,並造成骨小梁微小骨折,出現骨質塌陷,隨後則出現軟骨下骨硬化現象,這就是造成膝蓋骨刺的原因了。膝蓋骨刺是關節損傷的一種修復現象,機體為增加關節負重面積,降低承受壓力而出現代償性骨刺。
自身免疫反應是膝蓋骨刺的原因重點了, 膝關節軟骨受到機械性等因素破壞後,關節軟骨細胞、粘多糖及膠原蛋白的"隱蔽抗原"暴露,引起自身免疫反應,造成軟骨繼發性損傷。膝蓋骨刺患者常出現關節腫脹、反覆關節滑膜炎,滑液中常見單核細胞、免疫球蛋白和補體的增加,滑膜中充血明顯和單核細胞浸潤,這些均提示膝關節骨質增生可能與自身免疫反應有關。