全身各关节OA的发病率均与年龄有明显的正相关性，根据流行病学调查，60岁以上的人群中，接近100%的人有膝关节退变的组织学表现，80%以上的人至少有一个关节退变的影像学表现，OA的发病率达40%，约10%的老年人因OA导致活动受限。在老年人群中，不但OA的发病率随年龄增加而升高，关节退变的程度和OA的症状也不断加重。有学者认为OA的发病率有一个“年龄上限”，即达到一定的年龄（一般认为在80岁左右），OA的发病率将不再上升，甚至出现下降。有学者认为这是因为80岁以上人群活动的量和强度都明显下降造成了“年龄上限”的出现，但现在尚未有一个被广泛认可的解释。OA的发病率（尤其在老年）随年龄增加而升高，其主要原因是随年龄的增长人体生理功能下降，关节的保护性结构的功能和关节软骨的自身修复能力均下降，此时如存在其他危险因素（如创伤），就极易发展为OA。

活动特别是体育运动一方面容易直接损伤关节软骨，使软骨基质破坏并影响软骨细胞的活性，降低其修复能力，另一方面运动时反复冲击可造成软骨下骨的微骨折，微骨折经重建后使局部骨密度增高，在受到冲击时变形能力降低，对软骨的保护力减弱，软骨更易受损。同时软骨下骨经重新塑形后，使关节面发生变形，改变了局部的力学分布状态，发生OA的可能性会大大增加。

长期石膏固定、卧床及缺乏锻炼等，可使关节软骨出现失用性萎缩，软骨蛋白多糖合成停滞，生物力学性质发生变化而易于损伤。基于软骨的上述变化，在解除制动后如立即进行强度较大的锻炼，极有可能造成关节软骨损伤。因此对于刚刚恢复活动的患者，在制定康复训练计划时要细心认真、循序渐进，避免损伤。这一点已被动物实验证实，将石膏长期固定的实验犬分为两组，一组摘除石膏后立即在跑步机上奔跑，另一组进行循序渐进的康复训练，结果发现第一组实验犬的关节软骨出现溃疡样变，生化检测显示软骨内蛋白酶活性增加。

Ⅱ型胶原COL2A1（位于12染色体）基因突变可能会引起关节软骨的结构和物质构成的异常，不仅造成软骨发育不良，而且软骨胶原可出现缺陷，构成关节的生物材料性质异常，是产生遗传性OA的基础。遗传性OA通常于生长发育停止后不久开始出现临床症状，且以后OA的程度比较严重。

生长发育期的骨骼发育异常和骨生长异常导致的关节相对面一致性发生改变，关节正常的生物力学特性遭破坏，在承重时受力不均，也可能导致OA。其他有关OA并发发育不良和关节松弛（joint laxity）的基因缺陷详见其他章节。内分泌异常性疾病如肢端肥大症不仅引起关节生物力学性质异常，其软骨又因代谢失调易损伤导致OA。多种代谢性疾病如血色素沉着（hemochromatosis）、褐黄病或尿黑酸尿、威尔逊（Wilson）症及高歇（Gaucher）症等，患者可因软骨基质发生异常沉淀导致软骨细胞受损，发生OA可能性明显高于正常人群。

关节周围的肌肉、本体感觉以及神经对肌肉运动的控制对稳定关节起极重要的作用。随年龄增长或受疾病影响，神经系统对关节周围的肌肉和感觉的控制支配能力下降，肌力也下降，出现关节不稳定。不稳定的关节很容易发展为OA，以后十字韧带损伤导致的膝关节不稳为例，Boynton和Tietjens回顾了38例单纯PCL损伤患者，在伤后平均13.4年，X线表现出与时间呈正相关的膝关节退行性变；Dejour等对45例PCL损伤患者进行了长期随访。在损伤后15年，40例（89%）患者出现膝关节疼痛，在损伤后25年，全部患者均出现骨性关节炎，出现的主要部位是胫股关节内侧间室或整个间室。神经性关节病（Charcot关节）是因神经失调导致关节炎的典型实例，由于关节失去感觉神经支配，尤其是痛觉和位置觉功能的丧失，使正常关节的保护性反射丧失，加上局部软骨和骨的代谢紊乱、关节囊韧带松弛，关节软骨易受到损伤。由于痛觉和本体感觉丧失，虽然软骨易损伤，患者未察觉而仍进行活动，已破坏的软骨在尚未修复的基础上继续损伤，很快发生退行性变，甚至自骨面剥离，成为神经性关节病。

每一关节在生长发育时都有其自身特性，一旦自身特性出现异常，此关节就易受损伤发展为OA。以膝关节为例，如发育时过度内翻，内侧胫股关节就易受损，同样过度外翻外侧胫股关节承重过多，易发生OA。Q角过大时髌骨外侧压力增高易出现髌股关节炎。总的来说，每个关节对所承受重量的分配都是由其独特的解剖学特点所决定并与其相适应。这种解剖特点是否正常也决定了其功能是否正常。

外伤或其他原因造成的关节囊和韧带松弛或断裂将造成关节不稳，成为OA的另一主要原因。同样，软组织弹性过高和关节过度活动（如埃-当综合征）也可增加OA的几率。由上述变化再有肥胖、运动、创伤和不当活动等会大大增加OA发生的可能性。另外，双下肢不等长将引起身体的摇摆，使关节受力不均而导致OA。

肥胖与OA存在一定关系，但到目前为止尚无确定性证据，但很多研究表明肥胖人群发生膝关节OA几率较高。OA的发病率与身高体重指数（BMI）有关，BMI高的人群膝关节和手部OA发生率高，但髋关节炎发生率无显著提高。在其发病机制中，瘦素（Leptin）可能是关键因素之一，另外，肥胖者关节机械性压力增高，是发病的重要力学因素。

食物中许多营养成分含抗氧化剂可以抵抗氧自由基对机体的损害，防止或延缓某些疾病（包括OA）的发生。现已证明维生素C和E是食物中最有效的抗氧化剂。维生素也可抑制OA的发展，维生素在骨代谢中十分活跃，而骨的重塑对OA是否稳定十分关键。

在关节受到较大的冲击力或负荷时，如软骨下骨的变形能力较强，就可以协助软骨吸收震荡、减少冲击，保护软骨使之不易受损。相反，如软骨下骨变形能力较弱，它对软骨的保护能力就弱，软骨受冲击时易损伤。骨的变形能力主要由骨密度决定，骨密度越高变形能力越弱。因此骨密度高的人发生OA的可能性较大，这也是骨质疏松患者不易发生OA的原因之一。

还有研究表明血清中C-反应蛋白的水平与OA的X线表现的进展有直接关系，说明炎症反应在OA的发生中占重要地位。OA还与性别、生活方式和局部肌力等因素有关。