Отсутствие (арефлексия) или снижение (гипорефлексия) коленного рефлекса могут быть обусловлены нарушением проводимости по бедренному нерву, спинномозговым корешкам (L3-L4), а также поражением передних рогов спинного мозга на уровне сегментов L3-L4.
Повышение (гиперрефлексия) коленного рефлекса характеризует увеличение возбудимости мотонейронов передних рогов спинного мозга вследствие недостаточности нисходящего супрасегментарного тормозного контроля. Это может иметь место при органическом поражении пирамидного двигательного тракта или при функциональной слабости процессов торможения в ЦНС.