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O型腿形成的最常见原因可以分为三类：
1.发育性因素
在身体发育时期由于营养不良或肠道疾病等原因引起钙磷等营养元素缺乏，骨骼发育障碍、骨变形或关节软骨发育不良，而出现膝内翻的改变；
2.失衡性因素
由于长期的不良姿势或不正确的用力习惯引起支配关节的肌肉力学失衡，长期的肌肉力学失衡可以导致关节发生移位，而形成膝内翻。这种关节移位和大家都熟悉的关节错位是完全不同的，关节错位表现为对应的两个关节面发生相对位移而失去正常的对应关系，关节移位主要表现为关节的旋转和关节间隙的异常，在膝关节表现为两脚平行并拢站立时髌骨向内侧旋转，这是膝关节的整体旋转引起的，不是髌骨半脱位，只要关节得到矫正髌骨就会回到前方，在X线正位片上显示膝关节内外侧间隙不等宽，内侧间隙明显变窄；
3.外伤或其他疾病导致的O型腿
膝关节内外侧副韧带是膝关节内外侧角度的稳定结构，可以随关节的改变做出适应性调整。在一般情况下，膝关节内外侧副韧带不是形成O型腿的关键因素，但是在某些情况下如外伤引起外侧副韧带损伤等破坏了膝关节的稳定也可以导致O型腿，这在运动员比较多见，治疗时一般需要手术修补损伤的韧带。
O型腿的人，平时站立和走路时，都是腿外侧肌肉用力，内侧用不上力。因此腿部肌肉发育不匀称，往往外侧肌肉多，内侧肌肉少。这样，形成的腿部肌肉轮廓线就是弯曲的，给人的感觉就是骨头弯曲了。其实并不全部是骨头弯了，只有少数是真正骨头弯了。如果想判断骨头是否弯了，最直接的方法是拍X线正位片。
并且，部分失衡性O型腿由于同时伴随髋关节的外展移位，会导致双腿间的缝隙别大。