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Nato mancino è uno dei pochi tennisti nel circuito Atp a tirare il dritto, il rovescio e a volte le volée a doppia mano.
È il tennista austriaco di maggior successo nel doppio dopo aver raggiunto la sesta posizione in classifica nel 2008 ma, dal settembre 2010, condivide il record con Jürgen Melzer.
Ha raggiunto la sua prima finale in un torneo del Grande Slam al Torneo di Wimbledon 2004 insieme al serbo Nenad Zimonjić ma sono stati sconfitti da Jonas Björkman e Todd Woodbridge in quattro set.
L'unico austriaco a raggiungere una finale a Wimbledon prima di Knowle era stato Georg von Metaxa nel doppio nel 1938.
Nel 2005 ha smesso di giocare in coppia con Zimonjic passando prima al ceco Petr Pála e poi per buona parte del 2005 e del 2006 insieme a Melzer. Dopo un infortunio di Melzer nel 2007 ha cambiato nuovamente partner di doppio giocando con lo svedese Simon Aspelin.
Proprio insieme ad Aspelin ha ottenuto il suo miglior risultato con la vittoria agli US Open 2007. Durante il torneo hanno dovuto eliminare nei quarti di finale i gemelli Bryan, teste di serie numero 1, la coppia francese composta da Julien Benneteau e Nicolas Mahut in semifinale e infine hanno battuto in soli due set Lukáš Dlouhý e Pavel Vízner.
Con questa vittoria è diventato il secondo austriaco a vincere un torneo dello slam dopo Thomas Muster che aveva trionfato all'Open di Francia 1995. Nel 2010 pure Melzer è entrato a far parte di questo gruppo grazie alla vittoria in doppio del torneo di Wimbledon.
Grazie all'ottima annata Aspelin e Knowle poterono partecipare alla Tennis Masters Cup 2007 dove però vennero sconfitti in finale da Mark Knowles e Daniel Nestor, teste di serie numero 1.
In coppia con Melzer ha partecipato ai Giochi Olimpici del 2008 sconfiggendo al primo turno il team tedesco composto da Nicolas Kiefer e Rainer Schüttler ma venendo eliminati nel turno successivo dalla squadra statunitense composta dai gemelli Bryan. Nel 2017, all'età di 43 anni, vince il torneo di Bastad in coppia con Philipp Petzschner. Dopo due anni di inattività, torna alle competizioni nel 2020 perdendo al primo turno di Montpellier insieme a Dennis Novak contro Jamie Murray e Neal Skupski con il punteggio di 6–1, 6–0.
Nel 2021, a quasi 47 anni, disputa l'Australian Open insieme al sudafricano Lloyd Harris, perdendo subito da Thanasi Kokkinakis e Nick Kyrgios per 6–2, 6–4. Al Roland Garros gioca in coppia con David Pel e viene sconfitto 6–4, 6–1 da Yen Hsun Lu e Yoshihito Nishioka. A novembre 2021 partecipa all'omaggio ai giocatori ritirati alla ATP Finals, ufficializzando il suo ritiro
Statistiche
Doppio
Vittorie (19)
Legenda
Grande Slam (1)
Tennis Masters Cup / ATP World Tour Finals (0)
ATP Masters Series / ATP World Tour Master 1000 (0)
ATP International Series Gold / ATP World Tour 500 Series (1)
ATP International Series / ATP World Tour 250 Series (17)