股四頭肌是一組運動膝關節的肌肉，它起於髂前下棘的股骨粗線，止於脛骨粗隆，分別由股直肌、股內側肌、股中側肌、股外側肌組成，是膝關節的伸肌，其張力是屈肌力的三倍。股四頭肌主要是單關節肌，有髕骨擴大，在膝關節屈伸運動軸的垂直距離上其力矩遠大於屈肌，槓桿作用強；而屈肌多為雙關節肌，其張力因素影響槓桿作用，股四頭肌有以下3個作用。
1、伸直膝關節；
2、屈膝時股四頭肌的收縮可以對抗重力，維持膝關節的穩定；
3、膝關節運動時保持動態穩定。在膝關節運動中保持動態穩定。
股內側肌的附著位置比股外側肌低，其纖維的方向有較大的傾斜度，因此在穩定髕骨方面起著重要作用。股內側肌還能在膝關節伸展的最後10°-15°時伸展脛骨，以增強膝關節的彈響機制。
因此，加強股四頭肌有助於保護膝關節，因為作為膝關節功能穩定的重要組織結構，股四頭肌可以緩解運動對膝關節的衝擊，在正常步態中腳尖著地時，股四頭肌的收縮對著地的衝擊起到緩衝作用，減少關節的重量和壓力，而股四頭肌的減弱無疑會影響這種保護作用。股四頭肌力量減弱肯定會影響這種保護作用；加強股四頭肌訓練可以改善其對膝關節負重情況的調節作用；加強股四頭肌訓練可以改善膝關節步態的穩定性。因此，股四頭肌鍛鍊對膝關節骨性關節炎有治療作用。
