(图一) 膝盖位于膝前，前看，它呈圆形；侧看，它呈弯月形；从下端看，它则像椎形(图一)。膝盖由韧带和筋腱悬挂在髌股关节处，其下是髌腱，其内外为薄膜。这些软组织在于稳定膝盖和控制膝盖的活动轨迹(图二)。
屈伸膝关节时，膝盖会在股骨槽内活动。它并非单向上下移动，而是同时会侧倾和旋转。目的是不停改变膝盖与股骨的接触面(图三)，减低磨擦退化的机会。
当膝盖活动异常时，膝盖底部某些地方便会与股骨槽内的软骨反复磨擦及接触，引起退化和疼痛。引起膝盖活动异常的原因很多，包括下肢不正常的生物力学、肌力不足和过度活动等等。通常诱发痛症的成因并非单一，病症通常都是由不同成因结合而成的。
异常的结构和生物力学、高髌、宽扁脚和过大的Q角都是引起前膝痛的一些原因。
高髌是指膝盖比正常生得高。要明白这是什么现象，又它怎样导致前膝痛？我们先要解释膝盖股骨关节。在股骨(即大腿骨远端)前面有一凹陷的沟，这个关节沟的 远近端深浅不一。近端处，它较浅；远端则较深(图四)。这个沟主要在于藏着膝盖，和作为它的路轨；膝盖处于浅沟内时较不稳定；若处于较深的沟时则相对稳定。
当膝盖处于高髌位时，它便处于浅沟内，较易失稳(图五)。膝盖滑动时较易出轨，关节面因而产生磨擦，引起疼痛。若关节沟太浅时，膝盖甚会失稳至引起半脱位(图六)。
宽扁脚并不等如扁平足。扁平足指足弓完全下陷；而宽扁脚是指足弓只有轻微下陷。宽扁脚的人，我们可见他的脚向外展和向外翻。简单来说，她们足部着力点在足部内侧。宽扁脚行走时，小腿会内旋转。膝盖因只靠韧带与小腿相连，小腿内旋改变了股骨沟与膝盖，从而引起疼痛。
Q角的Q字源于quadriceps(股四头肌)的首个字母。它是两条线的交角；一条线从盆骨的髂前上棘(即盆骨前和最顶的位置) 连至膝盖中央。另一条线则连接膝盖与膑腱(即膝盖下的筋腱)的止点。两条线的交角为Q角(图七)。当Q角增大时，股四头股的肌肉便将膝盖外拉，引起膝盖毛病。
如上述，膝盖稳定性依靠筋腱和薄膜维持。若膝下内外侧肌肉同时收缩时，膝盖应该沿着股骨沟滑行。但当膝盖内侧肌力较弱时，膝盖便被拉向外侧，引起前膝痛。
大腿外侧和后肌肉过紧亦会引起前膝痛。大腿外侧肌肉柔软度不足和僵硬时，膝盖便容易被拉向外侧。若大腿后的肌肉(股二头肌)缺乏柔软度时，膝部便较难完全 伸直，增加膝盖与股骨之间压力，引起前膝痛。
纵使有人兼备上述生物力学的毛病，若很少行走和运动，他可以一辈子都没有前膝痛。前膝痛多先见于突然增加活动量人士。反复下跪或下蹲，如抱揍小孩、腹泻(经常在厕所的下蹲)、崇拜等都会诱发前膝痛。跑跳、行山甚至旅行亦可以突然增加膝盖负荷，引起前膝痛.
从座椅上站起来时，一些人将膝部向内旋转(图九)。这改变了膝盖与股骨的关系，亦容易引起膝痛。正确的姿势是屈膝时膝盖应该向着第二只脚趾的方向(图十)。