髋关节骨性关节炎发病时，关节软骨受到损害的发生机制至今仍不清楚。其发病机制有下列五种理论。
(1) 软骨代谢异常:软骨表层细胞受到损伤后，其基底部细胞代谢活力增加。核素研究表明，氚-胸腺嘧啶核苷摄取率增高，提示DNA合成、复制增加。这种修复机制的调节受到体内内分泌系统的影响，调节机制的紊乱可造成骨性关节炎的发生。对糖尿病病人来说，胰岛素不足可能是造成骨性关节炎的病因之一。生长激素对软骨有刺激作用，生长激素的不足可导致软骨的退行性改变。实验表明，雄激素对骨性关节炎有促进作用，而雌激素对骨性关节炎有抑制作用。应该指出，骨性关节炎是一个复杂的发展过程，其他内分泌系统也影响着软骨的代谢过程。但是，没有哪一个单一的内分泌系统异常，可以完全解释骨性关节炎的发生。
(2) 酶对软骨基质的降解作用：骨性关节炎常有滑膜炎症。实验证明，滑膜炎症可以使关节内压力升高，当关节内压力上升 5〜10 mmHg时，即可阻碍滑膜静脉的血液循环，并造成氧分压下降。氧分压下降可使滑膜内层细胞产生的酸性磷酸酶及颗粒分解酶增加。这两种酶虽然是非特异性酶，但对关节软骨退行性变是至关重要的。可以推测，当关节软骨表层有“裂痕”致使滑液进入软骨基质时，消化了蛋白多糖中的软骨素硫酸酯链，使软骨机械性能受到损害，从而导致骨性关节炎的发生。
(3) 生物化学的改变:关节软骨中水分含量随着年龄增长而逐渐减少，未成熟时水分含量约占80%，成人软骨水分含量为65% -75%。软骨的物理特性主要是由于含高度水合的大分子蛋白多糖与胶原纤维扭结在一起。软骨中水分的分布在各部位不完全相同，在接近软骨表面处水分含量最高，在接近钙化软骨区水分含量最低。骨性关节炎生物化学方面最早的改变之一是软骨中水分增加。骨性关节炎的动物实验表明，在关节软骨尚完整或仅有很小的原纤维性变时，软骨水分即有增加。这是由于软骨中胶原网格受损后，蛋白多糖链被打开而结合了更多的水分，从而改变其物理性能。
(4) 营养的改变:关节软骨没有血管，因此在探讨退行性变的机制时必须考虑到营养因素。软骨要获取营养以供给细胞代谢活力，并能排除废物。滑膜液是供应营养来源之一和处理废物的所在;骨骺血管是另一营养来源，在幼年缺乏连续的软骨下骨板，来自骨骺的血管为软骨提供营养。一般在成年后软骨下骨板闭合，软骨营养就完全依靠滑膜液。当营养不足时，软骨的细胞增殖受到影响，因而不能修复软骨的缺损，造成关节软骨的退行性变。
(5) 损伤:创伤是造成骨性关节炎的重要条件之一。关节软骨具有较强的耐磨性能，但抗冲击负荷能力差。髋关节的持重面负荷较大，持重面所受的力，一方面是体重通过髂骨传递到股骨头，另一方面是为保持关节稳定和肢体活动所需的肌肉力量作用在髋关节上。因此，髋关节持重面所受的力约为体重的3倍。较大的暴力可以造成关节软骨损伤，但更重要的是日常生活经常遇到的钝性、重复性损伤。实验中发现，对于表浅的软骨损伤，损伤处的软骨细胞在死亡之后24小时，周围软骨细胞的分裂、基质合成、分解代谢酶活力均增强，这种变化仅持续数日。其损伤处不一定完全愈合，但也不一定发展为骨性关节炎。如果关节软骨深面损伤，则将影响软骨下骨及其血运，其反应是血肿、肉芽组织及新生骨形成和纤维化。软骨下骨由于新生骨形成，常使骨质变硬，降低关节软骨在冲击负荷时产生形变的能力，会进一步加重关节软骨的损伤。关节软骨受到损伤后，能否发生骨性关节炎也与关节的活动、制动等因素有关。损伤后过度活动可造成关节软骨退行性变;但对关节持续制动，特别是在相对软骨面密合且相互保持一定压力的关节，会很快发生退行性变。组织学研究认为，关节软骨面在间断地接受一定压力的部位，软骨保存的最好，因为这种间断性的压力能促进滑液中的某些营养物质进入软骨。骨性关节炎的发生是一种长期、逐渐发生的病变过程，其机制涉及全身及局部许多因素。因此，其发病可能是一种综合的机制。
