骨关节炎的关键起始环节是关节软骨退变，因年龄增长等致软骨细胞外基质合成分解失衡、蛋白多糖减少及胶原纤维结构改变，异常力学应力是重要诱因，中老年为高发群体且女性绝经后雌激素下降、男性随年龄软骨退化，部分骨关节炎具遗传易感性，关节局部炎症反应激活细胞因子促软骨降解，氧化应激产生自由基损伤关节组织共同参与其发生发展。
一、关节软骨退变
正常关节软骨具备缓冲震荡、减少摩擦等重要功能，随着年龄增长、慢性损伤等因素影响，软骨细胞外基质的合成与分解会出现失衡状况。其中蛋白多糖含量逐渐减少，胶原纤维结构也会发生改变，致使软骨发生退变，这是骨关节炎形成的关键起始环节，软骨退变会进一步引发关节结构和功能的异常改变。
二、力学因素
异常的力学应力是骨关节炎形成的重要诱因。例如长期从事重体力劳动的人群，关节长期承受过大负荷；运动损伤导致关节负重不均时，局部软骨会承受过大的压力或剪切力，进而加速软骨的磨损以及骨赘的形成，破坏关节的正常力学平衡，促使骨关节炎发生。
三、年龄与性别因素
年龄：中老年人群是骨关节炎的高发群体，随着年龄增长，关节软骨、韧带等组织逐渐出现退变，修复能力下降，使得关节更容易受到损伤并发展为骨关节炎。
性别：女性绝经后雌激素水平显著下降，会影响软骨的代谢过程，增加骨关节炎的发病风险；男性随着年龄增长，软骨也会逐渐发生退化，同样是骨关节炎的易发人群。
四、遗传因素
部分骨关节炎存在遗传易感性，某些特定的基因变异会对软骨代谢、关节结构等产生影响，从而增加个体患上骨关节炎的几率，使得具有遗传背景的人群相较于其他人更易发生骨关节炎。
五、炎症与氧化应激
关节局部会出现炎症反应，激活如白细胞介素-1等细胞因子，这些细胞因子会促进软骨的降解。同时，氧化应激会产生过多的自由基，对关节组织造成损伤，这两者共同参与了骨关节炎的发生发展过程，进一步加重关节的病理改变。
