膝跳反射的传出神经是股神经，当叩击膝关节下肌腱时，由于快速牵拉肌肉，梭内肌纤维收缩时，使肌梭感受部分受到刺激而发放神经冲动，由位于股神经内的传入神经纤维传向脊髓（腰部2-4节）。腱反射是单突触反射，传入神经纤维直接与传出神经元的胞体联系。冲动由位于股神经内的传出纤维传递至效应器股四头肌的运动终板，从而引起被牵拉的肌肉收缩，使小腿前伸。膝跳反射是一种最为简单的反射类型，属于非条件反射、突触反射、脊椎反射、牵张反射，膝跳反射的神经中枢是低级神经中枢，位于脊髓的灰质内。
此反射通常受中枢神经系统的高级部位影响，其反应的强弱、迟速可反映中枢神经系统的功能状态，临床上用以检查中枢神经系统的疾患。其检查方法分为坐位检查及仰卧位检查，坐位检查是让被检者坐在椅子上，一条腿自然地搭在另一条腿上，实验者用橡皮锤或手掌内侧边缘快速叩击被检者上面膝盖下方的韧带，注意观察小腿的反应。仰卧位检查是让受检者处于仰卧位，检查者站在其右侧，一手放在受检者的膝盖后面，也就是腘窝的下方，将受检者膝关节屈曲60°-70°，检查者右手用叩诊锤去敲击边界，注意观察小腿的反应 。