病变主要是关节软骨退行性变，软骨表面不光滑、变薄，且可碎裂，游离于关节腔内，承重部分完全消失，使关节面骨皮质暴露。骨皮质硬化，于边缘形成骨赘。

　　四肢关节如髋与膝关节退行性骨关节病的X线表现，包括由于关节软骨破坏，而使关节间隙变窄，关节面变平，边角锐利或有骨赘突出，软骨下骨质致密，关节面下方骨内出现圆形或不规整形透明区。前者为退行性假囊形成，后者为骨内纤维组织增生所致。晚期除上述表现加重外，还可见关节半脱位和关节内游离骨体，但多不造成关节强直。关节囊与软组织无肿胀。邻近软组织无萎缩，而骨骼一般也无骨质疏现象。在指间关节多先累及远侧关节，关节间隙可消失，并有骨小梁通过，造成关节强直。

　　脊椎退行性骨关节病的X线表现，包括脊椎小关节和椎间盘的退行性变，可统称为脊椎关节病。脊椎小关节改变包括上下关节突变尖、关节面骨质硬化和关节间隙变窄。在颈椎不可累及钩突关节。椎间盘退行性变表现为椎体边缘出现骨赘，相对之骨赘可连成骨桥。椎间隙前方可见小骨片，但不与椎体相连，为纤维环及邻近软组织骨化后致。髓核退行性变则出现椎间隙变窄，椎体上下骨缘硬化。由于退行性变而引起椎体滑动。椎体后缘骨剌突入椎间孔或椎管内引起脊神经压迫症状，可摄斜位或体层摄影以显示骨赘。同时并发的椎管内后纵韧带和两侧黄韧带及脊椎小关节囊的增生肥厚与椎板增厚可引起椎管狭窄，并压迫脊髓，诊断有赖于脊髓造影CT和MRI。