La capa interna de la cápsula articular, llamada membrana sinovial, está compuesta por tejido conectivo areolar que contiene fibras elásticas. La membrana sinovial recubre el interior de una articulación móvil, específicamente el interior de la cápsula fibrosa. En muchas articulaciones sinoviales, la membrana sinovial acumula tejido graso llamado cuerpos adiposos. El cuerpo adiposo infrapatelar de la rodilla es un ejemplo. Las células de la membrana sinovial, los sinoviocitos, no se visualizan frecuentemente en el líquido sinovial o en el sinovio, pero juegan un papel esencial en la función de la barrera hemosinovial. Son las primeras 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 llama sinovitis. Esto puede ser causado por una infección intraarticular (artritis séptica), lupus eritematoso, artritis inflamatoria (como la artritis reumatoide), gota.