1、 膝跳反射是牽張反射
快速叩擊膝關節下的股四頭肌肌腱(或表述為叩擊髕骨下韌帶)引起膝跳反射。膝跳反射屬于牽張反射，其感受器是股四頭肌中的肌梭。牽張反射是指有神經支配的骨骼肌在受外力牽拉時使被牽拉的肌肉產生收縮的反射。牽張反射可分為位相性牽張反射和緊張性牽張反射兩種類型，也被稱為腱反射和肌緊張。膝跳反射屬于位相性牽張反射，即腱反射。引起膝跳反射的刺激就是對股四頭肌肌腱的牽拉。
2、膝跳發射是脊椎反射
膝跳反射是脊髓反射，其反射的神經中樞在脊髓，但仍受到高位中樞腦的調控。在動物的脊髓反射實驗中，通常都是使用去大腦的動物，牽張反射在去大腦動物上表現的最為明顯。其實，正常人的膝跳反射是可以受大腦的意識控制的，也就是說當快速叩擊膝關節下的股四頭肌肌腱時，被扣擊者可通過意識不使膝跳反射發生。膝跳反射、屈反射和對側伸肌反射等脊髓反射的中樞都在脊髓，但它們又都受到高位中樞的調控，即在沒有高位中樞的影響時這些反射均可完成，但高位中樞又可調控這些反射。因此，膝跳反射時不是因為意識到叩擊才產生的肌肉收縮。
3、膝跳反射是單突觸反射
在早期的研究中曾一度懷疑膝跳反射中股四頭肌的收縮是不是由反射引起的，因為這一活動實在太快。后來謝靈頓發現切斷脊神經的后根(背根)，肌肉收縮就消失，而麻醉肌腱和皮膚時牽張反射依然存在，這些實驗表明這確實是一個反射活動。膝跳反射的反射時非常短，理論上反射弧中只可能有一次突觸傳遞，后來證明的確是傳入神經與傳出神經直接聯系，沒有中間神經元，故稱為單突觸反射或二元反射。但這只是基于反射弧模式的表述，并不是說膝跳反射只有兩個神經元通過一個突觸完成。因為傳入神經和傳出神經中都有很多的神經元，在脊椎動物中任何反射都不可能是通過兩個或幾個神經元完成的。