膝关节骨性关节炎的病因可以分为原发性和继发性两种类型。原发性膝关节炎的具体原因不清楚，在已知的致病因素中，老龄和超重是两个主要的致病因素。
年龄的增加会导致膝关节黏膜出现损伤，从而加重关节磨损导致膝关节炎，超重会使关节的压力增加，而体重增加引起的姿势和运动习惯的改变也可能是骨关节炎的原因。
一般认为，原发性骨关节炎由综合因素引起，继发性膝关节炎的主要病因包括先天性关节畸形、关节表面不规则、受伤、代谢性疾病、感染等，通常在天气变寒冷的时候，疼痛的症状会更加严重，另外当活动度高时关节疼痛的症状也会加重。