化脓性关节炎的病变发展过程可以分成三个阶段，这三个阶段有时演变缓慢，有时发展迅速而难以区分。
1.浆液性渗出期 细菌进入关节腔后。滑膜明显充血、水肿，有白细胞浸润和浆液性渗出物。渗出物中含多量白细胞。本期关节软骨没有破坏，如治疗及时，渗出物可以完全被吸收而不会遗留任何关节功能障碍。本期病理改变为可逆性。
2.浆液纤维素性渗出期 病变继续发展，渗出物变为浑浊，数量增多，细胞亦增加。滑膜炎症因滑液中出现了酶类物质而加重，使血管的通透性明显增加。多量的纤维蛋白出现在关节液中。纤维蛋白沉积在关节软骨上可以影响软骨的代谢。白细胞释放出大量溶酶体。可以协同对软骨基质进行破坏，使软骨出现崩解、断裂与塌陷。修复后必然会出现关节粘连与功能障碍。本期出现了不同程度的关节软骨损毁，部分病理改变已成为不可逆性（图3-2-8）。
3.脓性渗出期 炎症已侵犯至软骨下骨质，滑膜和关节软骨都已破坏，关节周围亦有蜂窝织炎。渗出物已转为明显的脓性。因血循环障碍，还可引起骨质缺血坏死表现，骨密度增高，骨质硬化（图3-2-9）。严重的关节囊、韧带等软组织的破坏可发生病理脱位。关节内脓液吸收、机化、纤维组织充填，发生关节纤维愈合可严重影响关节功能（图3-2-9）。由于脓液的刺激，局部骨膜反应增生，形成新生骨，关节边缘呈骨性隆起，关节软骨破坏，关节间隙狭窄，严重者亦可形成骨性关节强直，从而使关节功能完全丧失（图3-2-10，图3-2-11）。
图3-2-8 化脓性关节炎关节软骨损毁的病理
骨密度增高，骨质硬化，骨小梁排列不规则。伴灶状坏死（HE×100）
图3-2-9 化脓性关节炎纤维组织增生的病理
关节软骨表面纤维组织增生，伴淋巴细胞浸润（HE×100）
图3-2-10 膝关节化脓性关节炎
内侧骨质增生、硬化，关节间隙狭窄
图3-2-11 髋关节强直
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