Le ossa sono costituite da tessuto osseo, un tipo di tessuto connettivo caratterizzato dalla mineralizzazione della sostanza fondamentale che presenta due tipi di struttura: una non lamellare (propria delle ossa in formazione nel feto e di quelle riparate in seguito a fratture) e una lamellare. La particolare composizione del tessuto osseo conferisce all'osso le sue caratteristiche di durezza e flessibilità (entro certi limiti), ossa sottoposte a trattamenti proteolitici finalizzati ad eliminare la componente proteica dell'osso hanno prodotto ossa molto dure ma fragili, in seguito a decalcificazione le ossa invece divenivano molto elastiche e flessibili ma poco dure, la componente proteica perciò garantisce all'osso una buona resistenza alle sollecitazioni meccaniche mentre la componente mineralizzata gli conferisce la caratteristica durezza.La componente organica è costituita da collagene I, osseina e una glicoproteina chiamata osteomucoide; la componente mineralizzata che nell'adulto costituisce il 60-70% dell'intero osso è composta da fosfato di calcio (86%) in forma di cristalli di idrossiapatite, carbonato di calcio (12%), fosfato di magnesio (1,5%), fluoruro di magnesio (0,5%) e tracce di ossido di ferro. Nonostante siano in parte costituite da minerali, le ossa sono organi a tutti gli effetti: la loro parte minerale viene costantemente rinnovata da due tipi di cellule al loro interno, gli osteoclasti e gli osteoblasti, i primi liberano idrolasi acide che hanno il compito di dissociare i sali minerali e distruggere le fibre di collagene in modo da poterli riassorbire, gli osteoblasti invece sintetizzano nuova matrice fondamentale, quando questi vengono circondati da matrice smettono di produrre matrice e prendono il nome di osteociti.Tutte le ossa sono ricoperte da una membrana fibrosa di colore biancastro molto vascolarizzata chiamata periostio da cui partono fasci di fibre connettive (fibre di Sharpey) che si estendono in profondità ancorando il periostio all'osso. Nei punti in cui l'osso si articola con altre ossa le fibre del periostio si intrecciano con quelle della capsula sinoviale, o nelle vertebre con quelle dei dischi intervertebrali. Il periostio si interrompe anche nei punti di inserzione della muscolatura lasciando il posto ai tendini. Le cavità interne dell'osso sono ricoperte da una membrana simile al periostio chiamata endostio e contengono il midollo osseo preposto all'emopoiesi, ossia la creazione di eritrociti, leucociti e piastrine.
