โดยปกติแล้วที่บริเวณปลายของกระดูกที่เป็นส่วนประกอบของข้อจะมีกระดูกอ่อน (cartitage) ซึ่งทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำหรือกันชน ช่วยลดการเสียดสีของกระดูกในขณะเคลื่อนไหวของข้อ ผู้ป่วยที่เป็นโรคข้อเสื่อมจะพบว่ากระดูกอ่อนนี้มีปริมาณน้ำลดลง เสื่อมและผุกร่อน ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการเจ็บปวดและบวมของข้อ
การผุกร่อนของกระดูกอ่อนเป็นไปตามลำดับ ดังนี้

1. โครงสร้างของกระดูกอ่อนเปลี่ยนแปลงไปเมื่ออายุมากขึ้น กระดูกอ่อนจะเริ่มสูญเสียความยืดหยุ่นเมื่ออายุมากขึ้น ทำให้หน้าที่ในการลดการเสียดทานของข้อลดลง ทำให้ข้อเกิดการผุกร่อนและทำลายได้มากขึ้นเมื่อเคลื่อนไหว การเสื่อมของกระดูกอ่อนขึ้นอยู่หลายปัจจัย เช่น พันธุกรรม การใช้งาน อุบัติเหตุ ความอ้วน เป็นต้น
2. ผลของการเกิดกระดูกอ่อนเสื่อมทำให้เยื่อหุ้มรอบๆ ข้อเกิดการอักเสบ ผลของการอักเสบทำให้มีการสร้างสารคัดหลั่งจากเม็ดเลือดขาวที่กระตุ้นการอักเสบและการผุกร่อนของกระดูกอ่อนมากขึ้น
3. เมื่อมีการผุกร่อนของกระดูกอ่อนมากขึ้น ทำให้บริเวณปลายของกระดูกที่เป็นส่วนประกอบของข้อเกิดการขัดสีและรับน้ำหนักมากขึ้นในขณะเคลื่อนไหวข้อ ทำให้ลักษณะโครงสร้างของกระดูกเปลี่ยนไป ปลายกระดูกจะหนาขึ้น บานออก และมีการสร้างปุ่มกระดูกที่ขอบๆ เรียกว่า osteophytes หรือ spurs หรือกระดูกงอก
4. ถ้ายิ่งเป็นมากขึ้น การอักเสบในข้อจะมากขึ้น ข้อมีการสะสมน้ำมากขึ้นและดันเข้าไปในกระดูก ทำให้เกิดซีสต์ (cyst) หรือถุงน้ำในกระดูก กระดูกอ่อนหรือ/และกระดูกเองที่เสื่อมอาจหลุดออกมาอยู่ในข้อ เรียก loose body ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการอักเสบมากขึ้นหรือขัดขวางการทำงานของข้อได้

นอกจากการเสื่อมของกระดูกอ่อนแล้ว น้ำหล่อเลี้ยง (synovial fluid) อาจมีผลต่อการเกิดพยาธิสภาพของโรคด้วย น้ำหล่อเลี้ยงข้อทำหน้าที่เหมือนน้ำหล่อลื่นของข้อ ทำให้ข้อเคลื่อนไหวได้ราบเรียบ ส่วนประกอบสำคัญของน้ำหล่อเลี้ยงข้อคือ สารไฮยาลูโรแนน (hyaluronan) พบว่าในข้อกระดูกอ่อนเสื่อม น้ำหล่อลื่นมีปริมาณ hyaluronan มากขึ้นแต่เจือจาง คุณสมบัติของ hyaluronan ที่เปลี่ยนไปนี้ทำให้ประสิทธิภาพในการหล่อลื่นข้อในขณะเคลื่อนไหวข้อลดลง

อาการของโรคเสื่อมมักเกิดขึ้นหลังการใช้ข้อมากๆ หรือเกิดขึ้นหลังจากที่ข้ออยู่นิ่งๆ เป็นระยะเวลานาน การเคลื่อนไหวข้อจะลำบากมากขึ้นเนื่องจากฝืดหรือเจ็บ เมื่อเป็นมากขึ้นข้อที่ไม่ได้เคลื่อนไหวนานๆ จะทำให้กล้ามเนื้อรอบๆ ข้อมีความอ่อนแรงและไม่สามารถที่จะช่วยรับน้ำหนักได้ดีในขณะเคลื่อนไหวข้อ ซึ่งนำไปสู่อาการปวดข้อมากขึ้นได้
 

ข้อเสื่อมบริเวณข้อสะโพก

ผู้ป่วยจะมีอาการปวดบริเวณขาหนีบ หรือต้นขาด้านใน หรือบริเวณด้านนอกของสะโพก ในขณะยืนหรือเดิน ผู้ป่วยบางคนอาจมีอาการปวดร้าวลงมาถึงบริเวณเข่า อาการปวดจะทำให้ผู้ป่วยมีอาการเดินกะเผลกได้
 

ข้อเสื่อมบริเวณเข่า

ผู้ป่วยจะมีอาการปวดบริเวณเข่าหรือลูกสะบ้าขณะยืน เดิน หรือขึ้น-ลงบันได ผู้ป่วยอาจได้ยินหรือคลำได้เสียงในขณะเดินหรือเคลื่อนไหวเข่า ถ้าอาการเจ็บปวดทำให้การเคลื่อนไหวน้อยลง กล้ามเนื้อที่อยู่รอบๆ ข้อโดยเฉพาะกล้ามเนื้อ quadricep ที่อยู่ที่ต้นขาอาจลีบลงได้

 
ข้อเสื่อมบริเวณนิ้วมือ

การเสื่อมของกระดูกอ่อนที่นิ้วมือทำให้เกิดอาการเจ็บ บวมของนิ้วมือ osteophyte หรือ spur ที่บริเวณนิ้วมือ ถ้าเกิดที่ข้อปลายนิ้วมือทำให้ข้อที่บริเวณนี้ปูดเป็นตุ่มขึ้นมา เรียกว่า Heberden’s nodes ถ้าเกิดขึ้นที่บริเวณข้อกลางนิ้ว เรียกว่า Bouchard’s nodes ซึ่ง Heberden’s nodes พบบ่อยในผู้หญิงและอาจพบได้ตั้งแต่อายุ 40 ปี ในบางครั้ง Heberden’s nodes หรือ Bouchard’s nodes อาจบวมแดงเกิดการอักเสบได้ โดยทั่วไปแล้วถึงแม้ว่า Heberden’s nodes และ Bouchard’s nodes จะทำให้นิ้วมือดูไม่สวย การทำงานของข้อนิ้วมือโดยทั่วไปมักยังคงเป็นปกติอยู่

 
ข้อเสื่อมบริเวณนิ้วเท้า

พบบ่อยที่บริเวณนิ้วหัวแม่เท้า ทำให้มีอาการปวดและเจ็บ อาการจะแย่ลงได้ถ้าใส่รองเท้าคับหรือส้นสูง

 
ข้อกระดูกอ่อนเสื่อมบริเวณกระดูกสันหลัง

ข้อกระดูกอ่อนเสื่อมบริเวณกระดูกสันหลังทำให้เกิดอาการฝืดแข็งและเจ็บปวดข้อบริเวณคอ ซึ่งอาจร้าวมายังบริเวณไหล่หรือแขนได้ ถ้าเป็นที่บริเวณหลังจะทำให้มีอาการฝืดแข็งหรือปวดบริเวณหลังซึ่งอาจร้าวลงมาสู่สะโพกและขาได้ ถ้าเป็นมากๆ osteophytes หรือเนื้อกระดูกอ่อนอาจกดทับเส้นประสาททำให้มีอาการชาหรืออ่อนแรงของนิ้วมือ แขน หรือขาได้

ผู้ป่วยหลายๆ คนยังมีความสับสนระหว่างโรคข้อเสื่อมกับโรครูมาตอยด์ โรคสองโรคนี้ไม่เหมือนกัน ความแตกต่างของสองโรคนี้แสดงให้เห็นในตารางข้างล่าง คนคนหนึ่งอาจเป็นทั้งสองโรคนี้ก็ได้ โรคอีกโรคที่ผู้ป่วยอาจมีความสับสน คือ โรค osteoporosis หรือโรคกระดูกพรุน อันเป็นผลมาจากการลดลงของปริมาณเนื้อกระดูก ซึ่งเป็นผลทำให้เกิดกระดูกหักได้ง่าย ถ้าเกิดที่กระดูกสันหลังจะทำให้หลังค่อมหรือตัวเตี้ยลง
 

โรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อม (Osteoarthritis)	โรครูมาตอยด์ (Rheumatoid arthritis)
มักเริ่มเป็นเมื่ออายุประมาณ 40 ปี	มักเริ่มเป็นระหว่างอายุ 25-50 ปี
เกิดใน 2/3 ของคนอายุมากกว่า 65 ปี และ 10% ของผู้ป่วยเหล่านี้มีอาการมากได้	เกิดขึ้นประมาณ 1% ของประชากรในประเทศ สหรัฐอเมริกา
มักเกิดขึ้นช้าๆ ภายในระยะเวลาหลายๆ ปี	อาจเกิดขึ้นเฉียบพลัน ตัวโรคดำเนินเร็วได้ในระยะเวลาสัปดาห์หรือเดือน
มักเกิดไม่กี่ข้อ มักเป็นที่ข้อรับน้ำหนักหรือข้อที่ทำงานมาก อาจเป็น 2 ข้างได้	มักเป็นที่ข้อเล็กๆ ของนิ้วมือ (ที่ไม่ใช่ข้อปลายนิ้วมือ) หรือนิ้วเท้า และต้องเป็นทั้ง 2 ข้าง
อาการปวด บวมแดง ร้อนไม่มาก อาการฝืดข้อตอนเช้าเป็นได้ แต่มักจะน้อยกว่า 20 นาที	อาการปวด บวม แดง ร้อนของข้อเป็นได้มาก อาการฝืดข้อในตอนเช้ามักนานกว่า 20 นาที อาจนานเป็นหลายๆ ชั่วโมง
เป็นบริเวณข้อรับน้ำหนักหรือข้อที่ใช้งานมาก เช่น ข้อเข่า สะโพก สันหลัง นิ้วมือ พบน้อยมากที่จะเป็นที่ข้อมือ ข้อเท้า หรือข้อศอก	เป็นที่ข้อเล็กๆ ของนิ้วมือ นิ้วเท้า เป็นทั้ง 2 ข้าง และเป็นที่ข้อมือ ข้อเท้า และข้อศอกได้
ไม่มีอาการอ่อนเพลีย น้ำหนักลด	สามารถทำให้ผู้ป่วยอ่อนเพลียและน้ำหนักลดได้

 
 

พันธุกรรม
ผู้ป่วยและครอบครัวบางครอบครัวเป็นโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมที่เกิดจากความผิดปกติของพันธุกรรมของโปรตีนคอลลาเจน (collagen) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของกระดูกอ่อน ครอบครัวของผู้ป่วยเหล่านี้จะเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมตั้งแต่อายุน้อยๆ แต่สามารถที่จะเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมเมื่ออายุมากได้เช่นกัน ผู้ป่วยเหล่านี้โดยเฉพาะผู้หญิงมักจะพบมี Heberden’s nodes และ Bouchard’s nodes ที่นิ้วมือ ผู้ป่วยบางคนที่มีความผิดปกติซึ่งเกิดจากพันธุกรรมที่ทำให้ข้อมีรูปร่างผิดปกติ เช่น ข้อสะโพก หรือข้อเข่าโก่งผิดปกติ หรือข้อเคลื่อนไหวมากผิดปกติ มีโอกาสที่จะเกิดข้อกระดูกอ่อนเสื่อมมากกว่าคนปกติ

คนอ้วน
การศึกษาพบว่าความอ้วนเป็นปัจจัยเสี่ยงของการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมของข้อเข่า ความอ้วนยังเป็นปัจจัยที่ทำให้โรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมแย่ลงด้วย ดังนั้น การป้องกันไม่ให้น้ำหนักเพิ่มและลดน้ำหนักจะช่วยป้องกันการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมและทำให้โรคดีขึ้น

การอ่อนแรงของกล้ามเนื้อ
การศึกษาพบว่าคนที่มีกล้ามเนื้อ quadricep ที่ต้นขาอ่อนแรงมีโอกาสเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมที่ข้อเข่ามากกว่าคนปกติ นอกจากนี้กล้ามเนื้อ quadricep ที่อ่อนแรงยังทำให้ข้อเข่าที่เป็นโรคกระดูกอ่อนเสื่อมอยู่แล้วเสื่อมได้เร็วมากขึ้นด้วย

อุบัติเหตุหรือการใช้งานที่มากเกินไป
อุบัติเหตุที่ข้อเพิ่มโอกาสของการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อม ตัวอย่างเช่น นักฟุตบอลที่ได้รับอุบัติเหตุที่บริเวณเข่าเพิ่มโอกาสเสี่ยงของการเกิดโรคข้อกระดูกเสื่อมที่ข้อเข่า การใช้งานที่บริเวณข้อมาก เช่น คนที่ต้องงอเข่าบ่อยๆ หรือนั่งยองๆ บ่อยๆ จะเพิ่มโอกาสเสี่ยงของการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมของข้อเข่ามากกว่าคนปกติ ดังนั้นการลดการเกิดอุบัติเหตุหรือการงอเข่าบ่อยๆ จะช่วยลดโอกาสการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมของข้อเข่า
 
การป้องกันการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อม
ดังที่กล่าวข้างต้น การควบคุมน้ำหนักและการป้องกันการเกิดอุบัติเหตุที่บริเวณข้อจะช่วยป้องกันการเกิดโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อม
 

แพทย์จะทำการวินิจฉัยโรคข้อกระดูกอ่อนเสื่อมจากการซักประวัติและการตรวจร่างกายผู้ป่วย แพทย์อาจต้องทำการเอกซเรย์ข้อหรือตรวจโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (magnetic resonance imaging: MRI) ที่ข้อ เพื่อทำการวินิจฉัยดูว่าตัวโรคเป็นมากหรือน้อย และเพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีสาเหตุอื่น ในบางกรณีแพทย์อาจต้องทำการดูดน้ำออกจากข้อเพื่อทำการวินิจฉัยโรคอื่น หรือให้มั่นใจว่าไม่มีสาเหตุอื่น เช่น โรคเกาท์ เกาต์เทียม หรือการติดเชื้อในข้อ เป็นต้น
 

การรักษาโรคข้อกระดูกเสื่อมสามารถทำให้ผู้ป่วยมีอาการเจ็บน้อยลง เพิ่มความสามารถในการเคลื่อนไหว และช่วยทำให้ผู้ป่วยสามารถทำกิจวัตรประจำวันได้ แผนการรักษาประกอบด้วยการรักษาด้วยยา การควบคุมน้ำหนัก กายภาพบำบัด และที่สำคัญคือการให้การศึกษาเกี่ยวกับตัวโรค เมื่อไม่ได้ผล การผ่าตัดเปลี่ยนข้อจะช่วยลดอาการและช่วยให้ผู้ป่วยเคลื่อนไหวได้มากขึ้น การทำการรักษายังขึ้นกับว่าโรคเป็นที่ข้อไหน ความรุนแรงของตัวโรค และที่สำคัญคือโรคประจำตัวของผู้ป่วย ซึ่งมีผลต่อการเลือกชนิดยาและการทำกายภาพบำบัด การปรับเปลี่ยนบุคลิกภาพ และการเคลื่อนไหวประจำวัน ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับอาชีพของผู้ป่วยก็มีความสำคัญในการวางแผนการรักษาของผู้ป่วย