膝关节滑膜起于关节软骨边缘，然后反折于关节囊纤维层的内面做其衬里。膝关节的滑膜上端在前面超过近端的关节面，在股四头肌腱下形成囊状隐窝，其上端与髌上囊相通，两侧超过股骨髁关节面约1．6cm，外侧向下降至股骨外上髁腘肌腱及腓侧副韧带附着点以下，围绕腘肌腱形成滑膜突起。膝关节有时与胫腓关节的关节腔相通，后部达于腓肠肌的起点，常与半膜肌腱及腓肠肌内侧头之间的滑膜囊相通，但后部髁间窝则在滑膜之外。在关节后部，膝交叉韧带亦包绕于滑膜所形成的双层皱襞内，作为关节内滑膜外结构。

膝关节滑膜是一层血管相当丰富的结缔组织膜，滑膜由内膜和滑膜下组织组成。滑膜内膜是一层由1～4层连接松散的细胞构成的滑膜衬里。滑膜细胞由A细胞（巨噬细胞样细胞）和B细胞（成纤维细胞样细胞）构成，A细胞的主要功能是吞噬进入关节的内源性或外源性异物，是各种膝关节疾病出现滑膜反应的主要原因。滑膜B细胞则与关节内透明质酸－蛋白质的合成分泌有关，透明质酸参与滑液的构成，具有润滑关节的作用。滑膜下组织的结构随部位不同而变化，可由纤维性的、网状的、纤维网状的、脂肪网状的组织或脂肪组织构成，内含大量血管、淋巴管。正常关节滑膜组织外观光滑平整，并可以清晰地观察到平行进行的小动脉、小静脉。滑膜色泽淡红，有少数滑膜绒毛细长、半透明，可以见到内部的血管走行。

人的膝关节发展最为完善，也反应在滑膜结构上：①滑膜面积最大，分泌区最广；②脂肪垫及绒毛的数量较多较大；③与周围结构，特别是肌腱明显分开；④滑膜分布丰富的感觉神经末梢，受刺激引起疼痛。

成年人的滑膜腔可分为3部分：内、外髁部和髌部。内、外髁部以髁间隔为界。内、外髁部因有半月板介于其间，每部又分为上、下两部分。上、下部只能借半月板凹游离缘相交通。髌部除髌上囊外，还包括前上内侧隐窝、前上外侧隐窝、前下内侧隐窝和前下外侧隐窝等髌股关节的4个隐窝。

滑膜分泌滑液，以保持关节面的润滑，并供应软骨以适当营养。正常膝关节的滑液量仅1．5～3．0ml，pH8．2～8．4，比重1．040，黏度10．7～20．0，固体成分占4%～4．4%。

在病理条件下，如关节炎症、积血、积脓或关节出血，液体可蓄积于髌上囊及各隐窝中。液体在关节腔内的分布随膝关节位置而变化：伸膝时，液体蓄积于髌上囊和膝前隐窝中；屈膝时，由于股四头肌的压迫，髌上囊的液体被推入膝后隐窝中；膝半屈位时，膝关节腔容积最大，此时关节腔内液体处于最低张力下。因此，有积液的膝关节炎的病人常采取膝半屈位，以缓解膝关节腔内的高张力，此时病人感觉疼痛较轻。