膝关节的X线检查包括膝关节的正侧位片，将膝关节的病变范围和软组织都包括在内，还应根据骨质稀疏和增生或硬化的情况相应地改变投照条件。复查片要求同前片投照条件一致，以便比较。
在投照膝关节正位片时，患者仰卧或坐于摄影台上，被检查的下肢伸直，足尖向上，髌骨下厘米处放于胶片的中心，小腿处可用沙袋固定。发射X线的管球对准髌骨下缘：1厘米处与胶片垂直。此位置显示股骨下端、胫腓骨上端和膝关节的前后位影像。主要用来检查膝关节及其邻近组织病变。
在投照膝关节侧位片时，患者侧卧于摄影台上，被检查的下肢在下，对侧下肢弯曲，置于被检查下肢的前方。被检查膝部弯曲约成120。角，膝部外侧紧靠片盒，将膝关节放于胶片中心，胶片前缘需超出皮肤1厘米，使髌骨与胶片垂直，踝关节处可加以沙袋垫起固定。X线管球对准膝关节间隙与胶片垂直。此位置显示膝关节、股骨下端、胫腓骨上端和髌骨的侧位影像，适用于膝关节病变及髌骨骨折时的侧位情况观察。
在正常的膝关节正位（前后位）片上可显示的骨性结构有：股骨下端、髌骨、胫骨上端、腓骨头、关节间隙等。侧位片显示的骨性结构有：股骨下端、髌骨、胫骨上端、胫骨结节、腓骨头等（图）。
1.髌骨 2.股骨 3.内上髁 4.内侧髁（股骨）5.外上髁 6.外侧髁（股骨）7.髁间隆起 8.内侧髁（胫骨）
9.外侧髁（胫骨）10.腓骨头 11.腓骨颈 12.腓骨头尖 13.腓骨体 14.胫骨体 15.胫骨粗隆
关节间隙是股骨、胫骨两骨端的透亮区。此间隙是关节软骨、半月板和真正细小的（内有滑液）关节间隙的总和。因有半月板软骨介入其间，故膝关节间隙是四肢关节中最宽者（4毫米一8毫米）。通常关节间隙清晰，双侧等宽对称。
在膝关节侧位X线片上，膝关节丰富的脂肪组织与骨组织衬托对比，显示层次清晰，易于观察。①脂肪垫：髌骨上下各有一脂肪垫，表现为局限性透亮区。髌上脂肪垫呈卵圆形，髌下脂肪垫呈三角形。②滑囊：有髌上囊、髌下囊和膝后囊，正常时X线平片一般难以显示。当有膝关节积液或充气造影时，则可清楚显示。⑧肌腱韧带：有时可由邻近结构的密度不同对比而显示。与股四头肌腱密度相似的髌韧带呈条状影。
