Bol i oteklina koljena najčešće su uzrokovani ozljedom koljena. Drugi uzroci su artritis, burzitis, veće ili manje ozljede ligamenata, rastrgana hrskavica i Bakerova cista. Manje uobičajeni uzroci boli i otekline u koljenu uključuju autoimune bolesti kao što je psorijaza; u rijetkim slučajevima može biti posljedica krvnog ugruška ili raka. Znajući je li bol u koljenu s jedne ili s obje strane, te je li prolazan ili konstantan, liječniku daje tragove koji upućuju na ispravnu dijagnozu. Dok se osoba treba posavjetovati s liječnikom kad god postoji bol i oteklina u koljenu, mirovanje i kućna njega obično omogućuju da se bol u koljenu povuče sama od sebe.
Koljeno se može ozlijediti pretjeranom upotrebom, lošom obućom, lošom atletskom formom ili posrtajima i padovima. Ozljede koljena obično zahvaćaju samo jedno koljeno i često zahvaćaju prednji križni ligament ili medijalni kolateralni ligament. Ove ozljede mogu biti jednostavna naprezanja i uganuća ili biti dovoljno teške da dovedu do unutarnjeg krvarenja u koljenu, povećavajući bol i oticanje koljena. Trkači ili skijaši mogu razviti tendinitis, upalu tetiva oko koljena. Uvijanje ili prekomjerno savijanje koljena može uzrokovati puknuće meniskusa, dok se u trenutku ozljede može pojaviti osjećaj pucanja, a zglob koljena će se opetovano zaključavati zbog boli i otekline.
Kod atletskih adolescenata, ponovljene male ozljede mogu uzrokovati bol i oticanje oko koljena. Ovo stanje se zove Osgood-Schlatterova bolest i najčešće se viđa kod dječaka u dobi od 10 do 15 godina koji se bave sportom. Burzitis, ili koljeno kućne pomoćnice, rezultat je pretjeranog pritiska na koljena i javlja se u poslovima koji zahtijevaju klečanje, kao što su slojevi tepiha, sredstva za čišćenje ili pločice. Povremeno će ozljede koljena zahtijevati operaciju, iako se ozlijeđeno koljeno često rješava mirovanjem i liječenjem kao što su acetaminofen ili ibuprofen.
Nekoliko oblika artritisa može uzrokovati bol i oticanje koljena. Reumatoidni artritis je autoimuna bolest koja može zahvatiti bilo koji zglob u tijelu, a često je zahvaćeno više zglobova u isto vrijeme. Osteoartritis se javlja nakon doživotnog trošenja i čest je u starijoj dobi. Giht je oblik artritisa koji je posljedica nakupljanja kristala mokraćne kiseline u zglobovima. Pseudogiht je sličan, osim što se u zglobnoj tekućini stvaraju kristali kalcijevog pirofosfata; najčešći zglob zahvaćen pseudogihtom su koljena.
Oteklina iza koljena koja se osjeća kao balon s vodom može biti Bakerova cista. Ova cista nastaje iz viška sinovijalne tekućine, tekućine koja podmazuje koljeno. Može biti bolno s oteklinom ili može biti bezbolno bez drugih simptoma. Bakerove ciste mogu pratiti artritis i ozljede kao što su suze meniska.
Autoimune bolesti koje uzrokuju raširenu sistemsku upalu također mogu rezultirati bolovima i oteklinama koljena. Psorijaza je bolest u kojoj se na koži pojavljuju crvene mrlje, svrbež i ljuskave mrlje. Pacijenti s psorijazom također mogu razviti psorijatični artritis koji zahvaća oba koljena. Lupus i Crohnova bolest također mogu uzrokovati bolna, natečena koljena.
Rjeđe, bol i oteklina u koljenu mogu ukazivati na ozbiljno stanje. Bol u koljenu može biti simptom krvnog ugruška u nozi ili duboke venske tromboze. Infekcija u zglobu koljena obično je popraćena bolom, oteklinom i povišenom temperaturom. Tumori kostiju također se mogu pojaviti kao bol i oteklina u koljenu.