घुटने के प्रतिस्थापन की सर्जरी पारंपरिक रूप से एक खुले सर्जिकल तरीके से की जाती है। इस ऑपरेशन के दौरान, घुटने के जोड़ की क्षतिग्रस्त, घिसी हुई और खराब हुई जोड़ सतहों को हटा दिया जाता है। एक दंत मुकुट की तरह, विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए धातु और प्लास्टिक के प्रोस्थेटिक घटक जांघ की हड्डी (फीमर) और पिंडली की हड्डी (टिबिया) के सिरों पर रखे जाते हैं। यह प्रोस्थेसिस हड्डियों के बीच सीधे संपर्क को रोककर दर्द को समाप्त करता है और जोड़ की चिकनी गति सुनिश्चित करता है। घुटने की टोपी (पटेला) को आमतौर पर हटाया नहीं जाता है, लेकिन कभी-कभी उसकी निचली सतह को फिर से सतह दी जा सकती है। रोबोट-सहायता प्राप्त घुटने के प्रतिस्थापन की सर्जरी भी मूल रूप से खुले सर्जिकल सिद्धांतों का उपयोग करके की जाती है। ऑपरेशन के बाद, घुटने के क्षेत्र पर आमतौर पर 7-12 सेमी लंबी चीरा का निशान रह जाता है।