Sebelum melakukan penggantian sendi artifisial, dokter bedah terlebih dahulu menentukan apakah pasien memiliki indikasi untuk penggantian sendi artifisial, dan memilih sendi artifisial yang sesuai setelah menghilangkan berbagai kontraindikasi pembedahan. Selama pembedahan, instrumen pemosisian bedah khusus digunakan untuk membantu dokter bedah secara akurat mengangkat bagian sendi yang sakit untuk diganti. Pada penggantian pinggul total, tulang rawan asetabular diangkat, fossa asetabular diperbesar, kepala dan leher tulang paha diangkat, dan rongga medula ujung atas batang femoralis diperbesar; pada penggantian permukaan lutut total, ujung bawah tulang paha dan ujung atas tibia diangkat dari permukaan artikular. Kemudian masing-masing prostesis sendi artifisial ditempatkan di bagian yang telah disiapkan dengan instrumen pemasangan khusus. Fiksasi sendi artifisial dengan tulang, pada penggantian permukaan sendi lutut total, umumnya membutuhkan fiksasi semen, sedangkan pada penggantian sendi panggul total, ada dua jenis fiksasi semen atau fiksasi tanpa semen, masing-masing, tergantung pada prostesisnya.