Коленный сустав — это блоко-шаровидный сустав, образованный латеральным и медиальным мыщелками бедра, верхними суставными поверхностями большеберцовой кости и надколенником. Надколенник (надколенная чашка) заложен в сухожилии четырехглавой мышцы, продолжением которого является надколенная связка (рис.). Суставные поверхности мыщелков бедра, большеберцовой кости и надколенника покрыты гиалиновым хрящом. Суставная сумка коленного сустава обширна, ее синовиальная оболочка образует завороты, слизистые сумки и складки, содержащие жировую ткань. Передний отдел сумки образован сухожилием четырехглавой мышцы бедра.
Коленный сустав (правый) спереди (суставная капсула удалена, сухожилие четырехглавой мышцы бедра с надколенником оттянуты): 1 — надколенниковая суставная поверхность бедра; 2 — задняя крестообразная связка; 3 — передняя крестообразная связка; 4 — внутренний мениск; 5 — поперечная связка; 6 — связка надколенника; 7 — суставная поверхность надколенника; 8 — наружный мениск; 9 — боковая малоберцовая связка.
Основным связочным аппаратом коленного сустава являются: боковые малоберцовая и большеберцовая связки, расположенные на боковых поверхностях сустава, крестообразные (передняя и задняя) и поперечные связки, находящиеся внутри полости коленного сустава. Между суставными поверхностями мыщелков бедра и большеберцовой кости расположены два серповидной формы хряща — внутренний и наружный мениски.
Основные движения в коленном суставе — сгибание и разгибание. В небольших пределах возможны в согнутом положении повороты голени наружу и внутрь.
Кровоснабжение коленного сустава осуществляется ветвями подколенной артерии, располагающейся в подколенной ямке. Иннервация происходит за счет ветвей поясничного и крестцового сплетений.