Die innere Schicht der Gelenkkapsel, die sogenannte synoviale Membran, besteht aus areolarem Bindegewebe, das elastische Fasern enthält. Die synoviale Membran kleidet das Innere eines mobilen Gelenks aus, insbesondere das Innere der fibrösen Kapsel. In vielen synovialen Gelenken sammelt die synoviale Membran Fettgewebe, das als Fettkörper bezeichnet wird. Der infrapatellare Fettkörper des Knies ist ein Beispiel. Die Zellen der synovialen Membran, die Synoviocyten, sind in der Synovialflüssigkeit oder im Synovium nicht häufig sichtbar, spielen jedoch eine wesentliche Rolle bei der Funktion der Hemosynovialbarriere. Sie sind die ersten, die die Kristalle phagozytieren und den Entzündungsprozess auslösen. Die synoviale Membran kann bei Arthritis entzündet sein. Im Allgemeinen wird die Entzündung der synovialen Membran als Synovitis bezeichnet. Diese kann durch eine intra-artikuläre Infektion (septische Arthritis), systemischen Lupus erythematodes, entzündliche Arthritis (wie rheumatoide Arthritis) oder Gicht verursacht werden.