Die Arthroskopie erfolgt in Betäubung, z. B. in örtlicher Betäubung, Vollnarkose oder Schmerzausschaltung in einem ganzen Körperabschnitt (Regionalanästhesie, z. B. zur Kniespiegelung als Peridural- oder Spinalanästhesie am Rückenmark). Am Bein oder Arm kann eine Staubinde angelegt werden, um eine so genannte Blutsperre zu erreichen. Nach einer Hautdesinfektion wird zunächst über eine Kanüle Flüssigkeit in das Gelenk gespritzt. An einer bestimmten Stelle wird ein kleiner Schnitt angelegt, über den das optische Gerät (Arthroskop) in das Gelenk eingeführt werden kann. Meist wird zusätzlich weiterhin Flüssigkeit als Spülung eingeleitet. Der Untersucher kann die inneren Gelenkstrukturen auf dem Bildschirm beurteilen. Manchmal kann ein Anfärben mit dem Farbstoff Methylenblau sinnvoll sein.
Oftmals werden weitere Zugänge angelegt, um Instrumente für bestimmte Maßnahmen einschieben zu können. Beispiele für mögliche Behandlungen, die über eine Arthroskopie durchgeführt werden können, sind Gelenkspülung und Reinigung, Einbringung von Medikamenten, Entfernung von geschädigtem Gewebe, Vernähen von Bändern oder anderen Strukturen (z. B. Kreuzband oder Meniskus im Knie) sowie eine Gelenkversteifung. Zur Untersuchung kann weiterhin eine Gewebeentnahme (Biopsie) erfolgen.
Bei der Arthroskopie kann es zu Blutungen und Nachblutungen sowie zu Blutergüssen kommen. Möglich sind Gelenkergüsse, Infektionen auch des Gelenkinneren, Wundheilungsstörungen oder Narben. Es kann zu Gewebeschäden kommen. Die Bewegungsfähigkeit des Gelenks kann vorübergehend oder dauerhaft eingeschränkt werden. Je nach den eventuellen weiteren Maßnahmen sind andere Komplikationen möglich.
