In vielen Fällen reicht es, wenn nur die gelenknahen, geschädigten Kniegelenkstrukturen ersetzt werden. Eine Kappe aus Metall überkront die natürliche Oberschenkelrolle, auf den Schienbeinkopf wird eine Metallplatte befestigt. Dazwischen wirkt ein Einsatz aus Kunststoff als Gleitlager. Auch die Rückseite der Kniescheibe kann durch eine Kappe aus Kunststoff ersetzt werden.

Somit werden nur die geschädigten Oberflächen ausgetauscht, man spricht von einem Oberflächenersatz. Dabei wird Knochensubstanz geschont und die wichtigen, haltgebenden Bandstrukturen bleiben weitestgehend erhalten.

Derzeit gilt dies als Standardoperation beim Kniegelenksersatz.

Bei instabilen Knochenverhältnissen, schweren Abweichungen der Beinachse oder lockeren Seitenbändern muss eine so genannte achsgeführte Knieendoprothese eingesetzt werden. Auch dieses künstliche Gelenk besteht aus einem Ober- und einem Unterschenkelanteil. Beide sind mit einem langen Stiel versehen, der bei der Operation in Ober- bzw. Unterschenkel verankert wird. Zusammen bilden die beiden Komponenten ein Scharniergelenk, das eine hohe Stabilität gewährleistet, auch wenn die Seitenbänder des Kniegelenkes instabil sind. Allerdings wird bei dieser Methode mehr Knochensubstanz entfernt, um das Gelenk zu verankern.