诊断膝关节骨性关节炎首先要依靠临床检查。50岁以上的老年患者膝关节疼痛、晨僵、和肿胀要考虑膝关节骨性关节炎。

　　影像学表现在膝关节骨性关节炎中也扮演重要角色，因为可以明确骨性关节炎的诊断，确定受累的部位，并对疾病所处的阶段做出评估。影像学表现在症状出现时，有助于明确骨性关节炎的原因，在治疗过程中，能对疾病的演变提供信息。

　　站立前后位像能最好地展示关节间隙狭窄程度和任何潜在的关节动态不稳定。还能显示边缘骨赘、胫骨和髌骨骨刺、软骨下骨硬化、关节面变得平整、股骨髁变为方形，以及关节线成角。

　　尽管不认为侧位像对于分析膝关节骨性关节炎有用，但是侧位像有助于相对可靠地分析关节间隙，易于分辨髁的形态和胫骨平台;还有助于可靠、重复分析髌股关节情况，不只是边缘骨赘和关节间隙狭窄程度，还有相关的病损情况，诸如受累髌骨的异常表现。

　　髌股关节的切线位像 屈膝45度，髌股关节可以很好地得到显示，有助于分析关节间隙狭窄程度和骨赘的情况。屈膝30度，可以了解受累髌骨的异常情况，但是关节间隙显示的并不太好。

　　有时候，需要拍特殊位置的膝关节像，比如：屈膝45度后前位像或长腿像，来明确畸形的程度，获得有创伤和骨折病史患者的股骨和胫骨的形态信息。