Gli impianti fissi e mobili sono i due principali tipi di protesi di ginocchio che facilitano la sostituzione totale, ma ogni produttore approvato dalla FDA offre livelli specifici di flessione, secondo Healthline. Due sottocategorie importanti sono protesi per il mantenimento del crociato e per la stabilizzazione posteriore, e la scelta tra di essi dipende dal fatto che il legamento crociato posteriore del paziente sia conservato o rimosso. Per le protesi di ginocchio parziale, alcune protesi sono dispositivi unicompartimentali progettati per adattarsi a una sezione di ginocchio, mentre i disegni modulari consentono ai chirurghi di scegliere quali componenti impiantare.
In un ginocchio sano, il fondo del femore poggia contro la parte superiore della tibia e l'articolazione è tenuta in posizione da legamenti e cartilagini di supporto che consentono un movimento flessibile di scorrimento, come spiega l'American Academy of Orthopaedic Surgeons. Le protesi a ginocchio pieno forniscono in genere componenti protettivi per il femore, la tibia e la rotula o la rotula. In un impianto a cuscinetto fisso, un inserto in polietilene si attacca al componente tibiale, fornendo una piattaforma fissa e ammortizzata per il componente femorale a scivolare sopra. In un impianto mobile, l'inserto in polietilene ha un piccolo grado di rotazione indipendente per aumentare la flessione dell'articolazione. Quest'ultimo sistema può essere più costoso ed è adatto solo per i pazienti con tessuto molle non danneggiato a supporto della protesi.
A partire dal 2015, i medici utilizzano due metodi principali di fissazione, cementati e non cementati, come descritto da Healthline. Una protesi cementata si basa su un agente legante per rimanere attaccata all'osso, mentre un dispositivo senza cemento stimola la crescita ossea che aiuta a mantenere in posizione la protesi. Le protesi specifiche per genere sono inoltre disponibili per adattarsi alle diverse proporzioni di uomini e donne, ma i medici discutono se ci siano differenze di efficacia.