跑步的时候，膝盖和髌骨疼痛，主要有以下几个因素：

1、髌骨关节炎：由于膝关节的髌骨和股骨之间是一个关节面，它们之间有软骨，相对应是关节面，如果长时间地跑步或者剧烈活动，用力不当，可能造成髌骨和股骨之间的软骨面相互摩擦加重，导致软骨损伤，形成软骨炎，尤其是活动量大时，症状特别典型，这时候需要拍膝关节X光片或者磁共振来明确诊断；

2、膝关节的骨性关节炎：膝关节的骨性关节炎，是股骨远端和胫骨近端软骨面形成的关节面，这就是膝关节炎，有炎症的话，会引起膝关节疼痛，也可以刺激膝盖的髌骨，引起疼痛，特别是在跑步、剧烈活动、爬山这些活动时，疼痛比较严重。另外，由于膝关节骨性关节炎，可能会对于周围的一些组织，像半月板、软骨与周围的滑膜软组织，也会造成继发性的炎症改变和损伤，所以跑步时，这些部位也会出现疼痛；

3、半月板的损伤：像比较严重的半月板撕裂和半月板碎裂，尤其是半月板的后角、前角以及半月板体部有撕裂时，这时候如果跑步，就刺激了受伤部位，出现膝盖、关节疼痛的症状，这时候需要做半月板的特殊查体或者磁共振检查，来明确诊断。