膝关节置换术的原理主要是患者一般出现了膝关节的股骨侧软骨的破损，严重地磨损和胫骨侧关节软骨的破损，而后出现了关节的活动受限和疼痛。
手术首先切除患者股骨远端关节面，然后经过关节整形，相应模板切除之后，对股骨远端的关节面进行金属假体的套装，重建股骨远端的光滑的人工的关节面；
其次，切除胫骨平台的破损的关节面，大概8-10mm，在这个骨面放置金属的假体托盘，托盘通过骨水泥与胫骨固定，接着用一个高交联的聚乙烯假体放置于胫骨和股骨假体之间，形成光滑的关节面，从而达到患者无痛的关节和正常行走。