血栓形成是人工膝關節置換術中最常見的後遺症（併發症）。有時，血塊會從靜脈中分離出來，通過靜脈到達心臟和肺（肺栓塞），阻塞肺部的血管，導致肺部的氧氣無法跟人體交換。如果大的肺血管被阻塞，則可能造成病人短時間缺氧窒息甚至死亡。
下肢靜脈栓塞形成是骨科，尤其是下肢骨手術的高發併發症。在醫院待久了，對於術後需要長期臥床的病人，常常在手術後查一個血管超音波，就可以發現血管裡面長了血栓，實在讓人擔心受怕。尤其是病人長時間沒下地又有下肢靜脈栓塞的時候，病人一下地，肌肉一收縮，一擠壓血管，血栓掉了，堵到肺血管，人就沒了。
所以，醫生會給術後病人開稀釋血液的藥物以防止術後血栓的形成。擠壓小腿肌肉和腿部運動來保持下肢血管血液的流動性以防止凝血。
任何切口都可能存在術後沾黏（或疤痕組織）形成風險，對於人工膝關節置換的切口來說，出現沾黏和疤痕，會限制術後可實現的膝關節屈曲量，影響膝關節良好的彎曲。
當沾黏過度時，骨科醫生將其稱為關節纖維化。這種情況可能需要在手術後幾週或幾個月，在麻醉下行手術操作，以松解疤痕組織。因為對於膝關節來說，一個沒有彎曲度的膝關節，不是一個好關節。
植入假體大小選擇不當導致錯位也算是後遺症的一部分，其實這個是醫生的問題，術前計劃沒做好，或者手術中出現各種問題，沒有選擇最合適病人的假體型號，可能導致術後植入的假體不當，造成關節錯位。
錯位不是一種常見的併發症，但當關節假體切割角度不合適時也會發生。不正確的植入物的選擇範圍從太大的股骨部件到太厚或太薄的插入物。要麼會引起病人出現術後疼痛，要麼會引起其他一系列的運動問題。
熟能生巧，外科醫生做的關節置換手術越多，他的錯誤率就相對應的越低。因此，病人可以通過確保他們選擇的骨科醫生，在膝關節置換方面有一定的經驗來將這種風險降到最低。
在關節置換手術中，感染算是發病率比較低的併發症了，總體感染發生率在1%左右。但可能包括原發性感染、遲發性感染甚至是淺表切口的感染。
膝關節置換手術是在無菌的手術室里進行的，不但無菌，而且無菌級別是所有外科手術中最高的。同時在術前、術中、術後一般會給予抗生素，以降低感染風險。
即使採取了這些預防措施，有時也會發生感染。類風濕性關節炎或糖尿病病人、長期服用可的松或者其他激素的病人、以及關節曾遭受過感染的病人，他們術後感染的風險增更高。
手術後感染如果發生，細菌（一般致病微生物都是細菌）會附著在幾萬塊的關節假體上，形成一層細菌生物膜，即使醫生使用高級強效的抗生素也無法將假體上的這層生物膜給除去，細菌會持續的繁殖複製。對於低毒性的細菌，病人可能長期帶菌生存沒問題，但對於大多數的病人來說，則可能面臨第二次手術取出假體。
在極少數情況下，膝關節置換可能發生神經損傷的後遺症。
這種情況發生的機率很小，但當這種神經損傷發生時，受影響的神經通常會在6到12個月後恢復。在手術中，由於膝關節周圍一根小神經的分支被切斷，膝蓋前部和切口外側的皮膚麻木並不罕見。感覺通常在幾個月內恢復正常，手術前後需要跟病人解釋清楚，以免病人過分的擔心。
膝關節置換手術後還有其他幾種可能的併發症。值得注意的是，絕大多數膝關節置換手術都是成功的，沒有任何嚴重併發症。