A camada interna da cápsula articular, denominada membrana sinovial, é composta por tecido conjuntivo areolar contendo fibras elásticas. A membrana sinovial reveste o interior de uma articulação móvel, especificamente o interior da cápsula fibrosa. Em muitas articulações sinoviais, a membrana sinovial acumula tecido adiposo chamado corpos adiposos. O corpo adiposo infrapatelar do joelho é um exemplo. As células da membrana sinovial, os sinoviócitos, não são frequentemente visualizadas no líquido sinovial ou na sinóvia, mas desempenham um papel essencial na função da barreira hemossinovial. São os primeiros a fagocitar os cristais e a desencadear o processo inflamatório. A membrana sinovial pode estar inflamada na artrite. Em geral, a inflamação da membrana sinovial é designada por sinovite. Esta pode ser causada por uma infeção intra-articular (artrite séptica), lúpus eritematoso, artrite inflamatória (como a artrite reumatoide), gota.