La capa interna de la cápsula articular, denominada membrana sinovial, está compuesta por tejido conjuntivo areolar que contiene fibras elásticas. La membrana sinovial recubre el interior de una articulación móvil, concretamente el interior de la cápsula fibrosa. En muchas articulaciones sinoviales, la membrana sinovial acumula tejido graso denominado cuerpos adiposos. El cuerpo adiposo infrapatelar de la rodilla es un ejemplo. Las células de la membrana sinovial, los sinoviocitos, no se visualizan con frecuencia en el líquido sinovial o la membrana sinovial, pero desempeñan un papel esencial en la función de la barrera hemosinovial. Son los primeros en fagocitar los cristales y desencadenar el proceso inflamatorio. La membrana sinovial puede inflamarse en la artritis. En general, la inflamación de la membrana sinovial se denomina sinovitis. Puede estar causada por una infección intraarticular (artritis séptica), lupus eritematoso, artritis inflamatoria (como la artritis reumatoide), gota.