27-åringen tog OS-guld i singel i Rio de Janeiro 2016 – och blev den första icke-asiatiska spelaren att lyckas med den bedriften.
Spanjorskan bekräftar på Twitter att hon har skadat korsbandet samt båda meniskerna och ska opereras den här veckan.
"Det här är ett nytt bakslag som jag måste hantera, men jag kommer tillbaka. Förberedelserna de två senaste månaderna har varit väldigt svåra av anledningar bortom mitt teams kontroll, men vi var taggade och jag visste att jag skulle vara i bästa möjliga form under OS. Men det kommer inte att gå", skriver hon i ett uttalande på sociala medier.
Utöver OS-guldet har Marín fem EM-guld och tre VM-guld på meritlistan.