A estrutura dos ossos que compõem o esqueleto humano é imensamente forte, embora muito leve.
Os ossos parecem sólidos, mas eles têm cerca de 50% de água. O resto é feito de material mineral duro, a maioria carbonato de cálcio e fosfato de cálcio. Essas são substâncias naturais muito comuns.
Os ossos se desenvolvem a partir de um material semelhante à borracha, branco e parcialmente transparente, chamado cartilagem. Os ossos de um bebê são macios e flexíveis, mas eles endurecem à medida que assimilam cálcio. Eles são reforçados ainda mais pelos feixes de um material resistente e fibroso chamado colágeno, que corre através da maioria dos ossos. O colágeno e o cálcio gradualmente desaparecem dos ossos conforme envelhecemos, por isso, em pessoas idosas, os ossos se quebram mais facilmente, porque se tornam mais frágeis.
A parte exterior do osso é muito dura e resistente, mas o interior é esponjoso e preenchido pela medula óssea, também chamada de tutano. Muitos vasos sanguíneos correm para dentro da medula óssea através de buracos no osso, pois é na medula que são produzidas as hemácias (glóbulos vermelhos do sangue).
Ossos longos, como os das pernas, são feitos para terem leveza e força. Eles são imensamente fortes onde necessitam ser, perto das extremidades, enquanto que a parte do meio é oca, para que sejam leves.
Todos os ossos, exceto nas juntas, são cobertos por uma membrana fina que contém os vasos sanguíneos e células especiais que reparam o tecido ósseo danificado.