膝跳反射的反射中枢，位于脊髓的灰质内。膝跳反射是人体一种最为简单的反射类型，因为神经调节的最基本的方式是反射，从接受外界的刺激到发生反应的传入神经传导的途径，称为一个反射弧。其包括感受刺激的感受器，以及传入神经刺激信号的传入神经，最后达到处理这个信号刺激的神经中枢，以及把信号反应传导出来的传输神经，最终到达产生反应的效应器。膝跳反射的神经中枢是一个低级的神经中枢，会聚集到灰质内。

但是在完成膝跳反射的同时，脊髓中通向大脑的神经，会把这个神经冲动传到大脑，所以人的大脑还是感觉到膝盖被叩击，一般是膝跳反射先完成，然后大脑感受到膝盖被叩击。刺激膝盖处大腿肌肉的感受器，在感觉到神经元中，引发了这个动作电位，动作电位上升到了脊髓的灰质，然后脊髓的感觉神经元与运动神经元建立一种突触联系。如果信号足够强，可以在运动神经元中引发这个动作电位，这个动作电位就传递到了大腿的股四头肌，造成股四头肌收缩、肱二头肌舒张，就引起了膝跳反射。