Antes de efetuar uma substituição artificial da articulação, o cirurgião começa por determinar se o doente tem indicações para uma substituição artificial da articulação e escolhe uma articulação artificial adequada depois de eliminar várias contra-indicações para a cirurgia. Durante a cirurgia, são utilizados instrumentos especiais de posicionamento cirúrgico para ajudar o cirurgião a remover com precisão a parte doente da articulação a ser substituída. Na substituição total da anca, a cartilagem acetabular é removida, a fossa acetabular é aumentada, a cabeça e o colo do fémur são removidos e a cavidade medular da extremidade superior da haste femoral é aumentada; na substituição total da superfície do joelho, a extremidade inferior do fémur e a extremidade superior da tíbia são removidas da superfície articular. De seguida, as próteses individuais da articulação artificial são colocadas nas peças preparadas com instrumentos de montagem especiais. A fixação da articulação artificial com o osso, na substituição total da superfície da articulação do joelho, requer geralmente uma fixação cimentada, enquanto na substituição total da articulação da anca, existem dois tipos de fixação cimentada ou fixação não cimentada, respetivamente, dependendo da prótese.