Da im Gelenkknorpel keine Schmerzfasern oder Blutgefäße vorhanden sind, verursachen die ersten Abnutzungen des Knorpels keine Schmerzen. Diese frühen Arthrosestadien sind deshalb nur in der Kernspintomografie oder mit besonderen Röntgenuntersuchungen nachweisbar. Kleinere Knorpelschädigungen und Abnutzungen sind im Laufe des Lebens normal (Vorstadium der Arthrose), größere Defekte des Knorpels (Arthrosestadium 1) führen zu einer Überlastung des darunterliegenden Knochens und sind bereits öfters mit Beschwerden verbunden. Im
Stadium 1 kommt es oftmals zu ersten Beschwerden bei längeren Belastungen des Gelenkes oder zu Schmerzen in den umgebenden Muskeln, da oft unbewusst eine Schonhaltung eingenommen wird. Im Röntgenbild kann eine beginnende Verschmälerung des Gelenkspaltes nachgewiesen werden.
Im Stadium 2 liegt eine weitere Schädigung des Knorpels und der darunter liegenden Knochenstrukturen vor, hier lagert sich aufgrund der fehlenden Dämpfung durch den Knorpel vermehrt Kalk ein, gelegentlich entstehen schmerzhafte Knochenreizungen. Unter Belastung kann es nun zu einem Anschwellen des Kniegelenkes kommen. Die dabei entstehende Schmerzsymptomatik ist von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. In der Praxis beobachten wir Situationen, in denen es unter Belastung nur zu einem Anschwellen des Gelenkes kommt, eigentliche Schmerzen bestehen nicht. Bei anderen Menschen kommt es in diesem Stadium bereits zu chronischen Schmerzen.
Im Stadium 3 ist der Knorpel komplett verbraucht, an den Gelenken zeigen sich Ausziehungen des Knochenplateaus, oftmals bestehen chronische oder wiederholt auftretende Schwellungen des Gelenkes mit Entzündung der Schleimhaut (Synovitis).
Das Gelenk ist durch die Verminderung der Knorpeldicke teilweise instabil, bei weiterem Fortschreiten kann sich die Beinachse hin zu einem O- (varus) oder X-(valgus)Bein verändern (s.u.).
Die Behandlungsstrategie richtet sich nach dem im Röntgenbild und der Kernspintomografie nachgewiesenen strukturellen Veränderungen, vorrangig aber nach den Beschwerden und den Symptomen (Schwellung, Belastungsfähigkeit, Entzündung).
Da Röntgenbefunde und Symptome oft nicht der gleichen Stadieneinteilung bzw. Phase entsprechen, kann immer nur in der Gesamtbetrachtung und gemeinsam von Patient und Arzt die individuell richtige und wirksame Therapiestrategie entwickelt werden. Die Verlaufskontrollen und Belastungsempfehlungen sollten sich jedoch überwiegend an den Knorpel- und Knochenveränderungen orientieren. Wenn die Arthrose überwiegend den inneren Gelenkspalt betrifft, wird dies als „Varus“-gonarthrose (innenseitige Kniegelenksarthrose) bezeichnet. Bei Abnutzung des äußeren Gelenkspaltes spricht man von „Valgus“-Gonarthrose. Eine außen- oder innenseitige Arthrose kann besonders bei Störungen der Beinachse (X- oder O-Bein) oder unterschiedlichen Beinlängen entstehen.