可能直接撞击软骨，破坏软骨中胶原纤维网状拱形结构，也可直接造成软骨的切线骨折，Chrisman多年来从生化角度研究创伤与髌骨软骨病的关系，他发现软骨受到创伤撞击后2h内，软骨内游离花生烯酸浓度可增加4倍，花生烯酸是磷脂膜的主要成分，前列腺素的前体，其产物转变成前列腺素E2，刺激AMP循环，释放出组织蛋白激酶，破坏软骨基质中硫酸软骨素与蛋白质结合的链，使软骨基质丢失，导致软骨软化，代谢产物进入滑液引起滑膜炎性反应，炎症又刺激滑膜释放大量的酶，进一步破坏软骨，造成恶性循环。
长期对髌骨软骨产生异常的摩擦，挤压等，特别是在膝关节屈曲位上反复的蹲起，跳跃，负重，扭转都可引起髌股之间的应力过高或应力分布不均，使髌骨软骨容易发生损伤而患髌骨软骨病。
常见的不稳定因素如高位或低位髌骨，膝Q角异常，髌骨倾斜，胫骨扭转畸形，髌骨或股骨髁发育异常，由于髌骨的位置异常或对线排列异常，或造成髌股间的接触面，接触应力异常而引发髌骨软骨病，不少学者对髌股关节的应力分布和应力测试做了大量的工作，有高接触压学说，低接触压学说，压力分部不均学说和髌骨骨内压增高学说等，都有实验支持，但是，无论是压力过高，压力不足还是压力分部不均，只要压力超过或未达到髌骨软骨正常承受的范围，均可能导致软骨变性。
病理改变
髌骨软骨病的主要病理变化，表现为髌骨软骨的软化，黄变，龟裂，剥脱，溃疡形成，以及滑膜炎症，分泌增多，髌周筋膜炎，髌旁支持带炎性变并增生或挛缩，脱落的软骨片在关节腔内可能游离成关节鼠，造成膝关节交锁。
任何影响关节滑膜正常分泌或关节软骨挤压机制，有碍关节正常活动的因素均可引起关节软骨的损害。
运动员髌骨软骨的病变以内侧偏面最多见，其次是中央区(60°接触区)和内侧区，然而Ficat报告以外侧区发病最高。
Rijnds将髌骨软骨病的软骨病变分成四度，Ⅰ度为软骨表层细微裂隙，病灶区软骨发软，轻度肿胀及黄色变，大致相当于软骨细胞第1层(静止层)损伤，Ⅱ度为软骨第2层(过渡层)和第3层(肥大细胞层)损伤，有肉眼可见的浅裂隙，Ⅲ度为软骨第4层(钙化层)损伤，裂隙加深，局部可达软骨下骨质，软骨碎片自表层剥脱，Ⅳ度为损伤达软骨下骨质，溃疡形成，局部软骨全部破坏，在病灶周围常有对健康软骨的逐渐侵蚀，相邻软骨常有不同程度的变性。
