Коленный рефлекс представляет собой защитный рефлекс, который возникает в ответ на растяжение рецепторов в мышцах четырёхглавой мышцы бедра.

Когда экспериментатор наносит удар по сухожилию четырёхглавой мышцы правой ноги, возникает растяжение рецепторов и информация о нём передается по афферентным нервам в спинной мозг. В результате этого возникает моментальный ответ в виде сокращения мышцы бедра и разгибания ноги.

При повторении опыта с левой ногой, реакция должна быть аналогичной – именно это и отражает нормальную работу коленного рефлекса. Если реакция на удар будет отсутствовать или будет неадекватной, это может указывать на наличие патологии в нервной системе или мышцах. Значительное отличие в реакции между правой и левой ногой также может быть признаком дисфункции или нервной системы, или мышц.