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骨主要由有机质和无机质组成。有机质主要是骨胶原纤维束和黏多糖蛋白等，作为骨的支架，赋予骨以弹性和韧性。无机质主要是碱性磷酸钙，使骨坚硬挺实，脱钙骨（去掉无机质）仍具原骨形状，但柔软有弹性；煅烧骨（去掉有机质）虽形状不变，但脆而易碎。两种成分比例，随年龄的增长而发生变化。幼儿有机质和无机质各占一半，故弹性较大，柔软，易发生变形，在外力作用下不易骨折或折而不断，称青枝状骨折。成年人骨的有机质和无机质比例约为3∶7，最为合适，因而骨具有很大硬度和一定的弹性，较坚韧，其抗压力约为15kg/mm 2 。老年人的骨，无机质所占比例更大，脆性较大，易发生骨折。
骨的基本形态是由先天（遗传因子）决定的，然而其形态构造的细节，则在整个生长发育过程中，受内、外环境的影响，不断发生变化。影响骨生长发育的因素有神经、内分泌、营养、疾病及其他物理、化学因素等。神经系统调节骨的营养过程。功能加强时，可促使骨质增生，骨坚韧粗壮；反之，骨质变得疏松，神经损伤后的瘫痪患者骨出现脱钙、疏松和骨质吸收，甚至出现自发性骨折。内分泌对骨的发育有很大作用，如果成年以前，垂体生长激素分泌亢进，促使骨过快过度生长可形成巨人症；若分泌不足，则发育停滞，成为侏儒。成年人垂体生长激素分泌亢进，出现肢端肥大症。维生素A对成骨细胞和破骨细胞的作用进行调节、平衡，保持骨的正常生长。维生素D促进肠对钙、磷的吸收，缺乏时体内钙、磷减少，影响骨的钙化，在儿童期可造成佝偻病，在成年人可导致骨质软化。此外，机械因素的作用也不容忽视。加强锻炼可使骨得到正常发育。长期对骨的不正常压迫，如童工负重、儿童的不正确姿势，以及肿瘤的压迫，可引起骨的变形。骨折后，折断处有骨的形成。骨折愈合的初期，骨痂颇不规则，经过一定时间的吸收和改建，可基本恢复原有的形态结构。
骨质较硬，和许多工程材料一样，具有应力-应变关系。因此，骨的应力分析方式与通常工程结构材料的分析相似。干骨易碎，但湿骨易碎性相对降低。骨组织的应力-应变特征，很大程度上取决于与负荷方向有关的骨微小结构的排列。不少学者证实，骨皮质在纵向（骨单位的排列方向）比横向强度较大，硬度也较强，此外，骨标本和骨单位方向相垂直负荷易于发生骨损伤，易于发生碎裂，较小非弹性变形会产生屈服。因而，长骨在其长轴比横轴更能对抗应力。
完整骨的骨断裂特性，很大程度上取决于组成骨组织的材料特性。完整长骨由两种结构的骨组织构成（骨皮质和骨松质），骨皮质构成长骨的骨干，在骨的两端形成较薄的壳，骨松质（即小梁骨）在干骺部和骺部与皮质骨壳内面相连续，形成立体的网状骨板和骨柱。骨小梁把骨内容积分隔为互相交通的不同容积的孔，形成不同类型的孔状结构，骨组织分为骨松质和骨皮质是以骨孔为基础。骨孔与非钙化组织占据的容积成比例。骨皮质的骨孔为5%～30%，骨松质为30%～90%。
中年以后，骨的新生和吸收失衡，出现负平衡，负平衡明显时，骨质开始丢失。50岁以上的人多可见骨质疏松，这种变化是指骨质变薄，骨小梁减少并变细，即骨密度减少。正常椎体松质骨的密度约为0.22，随年龄增长而逐渐减少，70～80岁的人，密度约减少一半。骨密度降到0.15时，临床上常诊断为骨质疏松。骨质疏松意味着骨数量减少，但骨的成分并无改变。骨质疏松的速度与程度在不同性别，不同骨骼及个体之间有区别，如掌骨的骨皮质，在青春发育期逐渐增长，到40～50岁开始变薄，50～80岁每增加10岁，男性骨皮质厚度减少5%，女性减少7%；Opnosan报道，40岁以后的男人第3掌骨皮质的厚度为3.2mm，60～74岁为2.5mm，但是肋骨到了70岁才有明显改变。股骨的髓腔宽度却伴随增龄而继续扩大，但男性进展慢而女性在40岁以后即迅速扩大，70岁以后约25%的人骨内侧的骨表面可出现骨吸收阴影。原发性骨质疏松是一种与年龄有关的矿化骨质的丢失。继发性骨质疏松症可因一些疾病引起，如甲状腺功能亢进、酒精中毒等。某些女性在绝经后骨质丢失更快。
老化引起骨的生理化学改变，在50岁以前骨的矿物质尚有所增加，以后则减少；50岁以后水分、钠和钾增多；钙在50岁以后逐渐减少，磷则终生无变动。骨有机物变化表现在黏多糖体随着老化而显著减少，胶原增多，胶原纤维增粗且排列不规则。骨中氨基酸一般随增龄而减少。
肩关节包括盂肱关节、肩锁关节和胸锁关节，它的运动是整个肩肋带的活动。肩关节解剖有下列特殊性：①肱骨头有很大的半球形关节软骨面，而肩盂窝却非常小而浅，所以盂肱关节是全力活动最灵活、最广泛的关节，但又极易发生肩关节不稳症。②肩峰与肱骨头之间在结构上的狭窄腔隙为特殊性之二。肩峰下有滑囊、冈上肌腱、关节囊韧带等，可造成肩峰下软组织碰撞。特别是肩峰下骨唇、肩锁关节周围骨质增生、关节囊肥厚等，反复机械性碰撞可导致间室综合征的发生，如冈上肌腱炎，肩峰下或三角肌下急性滑囊炎，滑膜肥厚、粘连、滑膜钙化、肩袖磨损、撕裂等。从而导致碰撞与退变的恶性循环，甚至发生永久性功能障碍。③肱骨头颈骨小梁结构可判定骨质疏松的程度，并可作为年龄推断的指标。肱骨头外围骨小梁变细见于35～40岁；肱骨头骨小梁粗细不均、中断见于50～55岁；普遍变细见于60岁以上。盂肱关节软骨坏死，盂唇骨化，冈上肌腱退行性变、钙化、骨化及肩峰骨质增生，均随年龄增长而日益明显，故可作为法医学推断年龄的指标。
髋关节由髋臼和股骨头颈组成，是人体中最牢固、最稳定、最大的球窝形持重关节，也是骨发育畸形、外伤、感染、骨坏死和肿瘤的好发部位。股骨头颈骨小梁结构有支持带和张力束，两组骨小梁按生物力学方向互相交叉。关节周围由髂股韧带、坐股韧带、耻股韧带和轮匝韧带所固定。骨性髋臼内面覆有“马足铁”形透明软骨，容纳股骨头的1/3。髋臼周边有纤维软骨盂唇，加大髋臼的容量，可容纳股骨头的2/3。在胎儿发育期，髋臼透明软骨与盂唇纤维软骨交界处有一血管带。此血管带的内侧分化为透明软骨，骨化后形成骨性髋臼。血管带的外侧分化为纤维软骨，形成髋臼盂唇。慢性髋关节病引起的盂唇骨化与此血管带有密切关系。股骨头颈骨小梁结构在35～40岁以后逐渐吸收变少，是测定骨矿含量和骨密度的部位之一。
膝关节是全身第2大关节。由股骨髁、胫骨平台和髌骨组成。腓骨小头与胫骨外髁后面形成胫腓近端关节。膝关节负荷量重，运动度大。关节内外侧由坚韧的髌骨支持带和内侧、外侧副韧带所固定。肌肉和腱布满于关节四周，滑液囊多。为缓冲股骨髁在胫骨平台上的滚动和滑动，关节内夹有半月状软骨板。因此，膝部的关节软骨、韧带、肌腱退行性变及滑膜炎、滑囊炎、半月板损伤和骨折脱位最多见。也是骨肿瘤和各种关节病的好发部位。膝关节骨结构随年龄增长而发生变化。胫骨上段骨结构，对判断骨质疏松参考价值。以女性为例，40岁胫骨内外髁间的骨小梁即开始变细、减少。50岁以上胫骨上端骨小梁即明显减少。男性发生骨质疏松较迟。
骶骨侧块和髂骨翼膨大的内面构成骶髂关节，双侧对称。向上承受着躯干的压力，向下传递于骶股弓。骶髂关节为滑膜关节。骶骨面的关节软骨厚，髂骨面的关节软骨较薄。骶髂关节上部和关节周围有坚韧的骶髂骨间韧带连接。成人的骶髂关节清楚。关节面呈致密线样骨性关节面。幼儿和14岁以下的儿童骶髂关节面模糊，间隙明显增宽，有时关节表面凹凸不平。参差不齐，极易误诊为类风湿性骶髂关节炎。这样的征象并非真正的骨性关节面，而是骶骨和髂骨的软骨内成骨的钙化带，表面尚有软骨带未骨化。儿童骨发育期骶骨侧块表面有骺软骨和骺板，隶属于S 1 ～S 3 。骨发育不同时期，分别出现二次骨化中心。S 1 侧块骨骺先出现，多见于14～16岁，随后，S 2 、S 3 陆续出现骨骺，以保持骶骨的发育上部宽大，而下部狭小。在儿童期14岁以前，在骶骨侧块尚未出现骨骺以前，该关节面为骺软骨，因之关节间隙显得宽。骺软骨为先期钙化带，因之关节面凹凸不平而显得模糊。髂骨面没有骺软骨，但在骨发育期亦为软骨内成骨的钙化带。这些征象都是骶骨和髂骨的正常所见，勿诊断为关节面破坏。
踝和足关节是全力持重的第3大关节，由胫骨下端关节面和内外踝组成踝穴并与距骨体构成关节。踝足部诸骨有特定的骨结构。胫腓骨远端和距骨在青年期骨小梁结构分布均匀。中年和老年后骨丧失逐渐增加，导致骨小梁减少变细。跟骨小梁分为应力和张力5组骨小梁束，是Jhamaria指数测量骨质疏松的基础解剖结构。随年龄增长张力性和应力性骨小梁逐渐减少甚至部分消失。跟骨前部骨髓窦为正常骨小梁稀少区。运动员踝足部骨小梁粗密融合，这个骨髓窦显得更加疏松。踝关节后方脂肪垫的影像结构变化，具有较高的诊断价值。正常踝关节后方脂肪垫矢状位X线、矢状面MRI均显示为正常脂肪组织。外伤后出血、关节囊破裂、关节滑膜炎、感染等脂肪垫内均出现粗大网状结构，或者受压移位，或者消失。
腕关节是多骨组成的关节。由尺桡远端、8块腕骨、三角纤维软骨盘和5个掌骨基底构成掌腕、中腕、桡腕关节。桡骨远端的尺骨切迹与尺骨小头的半球形关节面构成尺桡远端关节。各腕骨中心骨小梁粗疏，周围细密。这种特点对于判断多种骨疾患造成的腕骨疏松、软化或增粗、硬化有对照性诊断价值，有比较才能鉴别。骨性关节面下的骨小梁和血管最细、最多，血运丰富。急性骨萎缩，此处的骨小梁首先被吸收而形成骨性关节面下透亮线。三角纤维软骨有厚，有薄，有孔隙。软骨盘周边微血管丰富，并伸入纤维软骨附着处。软骨盘萎缩、变性、坏死、纤维化随年龄增长其发生率逐渐提高。腕关节周围均有韧带相连接，以保持腕关节的稳定性。掌背侧有多个屈伸肌腱和腱鞘，以维护手与腕灵巧的功能。此外，感染与退变都可发生韧带与腱鞘、肌腱的撕裂或劳损，造成腕关节不稳和丧失不同程度的腕关节功能活动。
颞下颌关节是由颅底的下颌窝和下颌骨的髁突构成。关节囊起自下颌窝的周围，止于髁突的关节缘。关节内有1个较厚而坚韧的纤维软骨盘，将关节分为上下2腔。颞下颌关节是个前后起伏很大的“S”形滑移面。髁突在关节窝内由后向前开口活动时，富有弹性的纤维软骨盘可随之发生相应弯曲变形。髁突顶部软骨厚，前面关节软骨薄，与软骨盘下面相对应。开口时，髁突顶着软骨盘由后向前，闭口时由前向后活动。颞下颌关节是全身活动频率最多的关节。开口、讲话、说唱、谈笑、咀嚼等，终身活动磨损。因之，极易发生下颌关节退变、软骨盘变性、坏死。