Le système squelettique comprend tous les os, cartilages et ligaments du corps. Il sert à soutenir le corps, à protéger le cerveau et les autres organes internes, et fournit une structure rigide sur laquelle les muscles peuvent tirer pour générer les mouvements du corps. Il stocke également la graisse et le tissu responsable de la production des cellules sanguines. Le squelette est subdivisé en deux parties. Le squelette axial forme un axe vertical qui comprend la tête, le cou, le dos et la poitrine. Il compte 80 os et se compose du crâne, de la colonne vertébrale et de la cage thoracique. La colonne vertébrale adulte se compose de 24 vertèbres plus le sacrum et le coccyx. La cage thoracique est formée de 12 paires de côtes et du sternum. Le squelette appendiculaire se compose de 126 os chez l'adulte et comprend tous les os des membres supérieurs et inférieurs ainsi que les os qui ancrent chaque membre au squelette axial.

Le crâne se compose de la boîte crânienne et des os de la face. La boîte crânienne entoure et protège le cerveau, qui occupe la cavité crânienne à l'intérieur du crâne. Elle se compose de la calvaria arrondie et d'une base complexe. La boîte crânienne est formée de huit os : les os pariétaux et temporaux (pairs) ainsi que les os frontal, occipital, sphénoïde et ethmoïde (impairs). L'espace étroit entre les os est rempli de tissu conjonctif fibreux dense qui unit les os. La suture sagittale unit les os pariétaux droit et gauche. La suture coronale unit les os pariétaux à l'os frontal, la suture lambdoïde les unit à l'os occipital, et la suture squameuse les unit à l'os temporal.

Les os de la face soutiennent les structures faciales et forment les mâchoires supérieure et inférieure. Ils se composent de 14 os : les os maxillaires, palatins, zygomatiques, nasaux, lacrymaux et cornets nasaux inférieurs (pairs) et les os vomer et mandibule (impairs). L'os ethmoïde contribue également à la formation des structures faciales. Le maxillaire forme la mâchoire supérieure et la mandibule forme la mâchoire inférieure. Le maxillaire forme également la plus grande partie antérieure du palais dur, qui est complété par les plus petits os palatins qui forment la partie postérieure du palais dur.

Le plancher de la cavité crânienne augmente en profondeur d'avant en arrière et est divisé en trois fosses crâniennes. La fosse crânienne antérieure est située entre l'os frontal et la petite aile de l'os sphénoïde. Une petite zone de l'os ethmoïde, composée de la crista galli et des lames criblées, est située sur la ligne médiane de cette fosse. La fosse crânienne moyenne s'étend de la petite aile de l'os sphénoïde jusqu'au rocher (partie pétreuse de l'os temporal). Les côtés droit et gauche sont séparés sur la ligne médiane par la selle turcique, qui entoure la fosse hypophysaire peu profonde. Les ouvertures à travers le crâne dans le plancher de la fosse moyenne comprennent le canal optique et la fissure orbitaire supérieure, qui s'ouvrent dans l'orbite postérieure, le foramen rond, le foramen ovale et le foramen épineux, ainsi que la sortie du canal carotidien avec son foramen lacéré sous-jacent. La fosse crânienne postérieure profonde s'étend du rocher à l'os occipital. Les ouvertures ici comprennent le grand foramen magnum, ainsi que le méat acoustique interne, les foramens jugulaires et les canaux hypoglosses. Des ouvertures supplémentaires situées sur la base externe du crâne comprennent le foramen stylo-mastoïdien et l'entrée du canal carotidien.

Le crâne antérieur présente les orbites qui abritent les globes oculaires et les muscles associés. Les parois de l'orbite sont formées par les contributions de sept os : le frontal, le zygomatique, le maxillaire, le palatin, l'ethmoïde, le lacrymal et le sphénoïde. Situé au bord supérieur de l'orbite se trouve le foramen supra-orbitaire, et sous l'orbite se trouve le foramen infra-orbitaire. La mandibule présente deux ouvertures : le foramen mandibulaire sur sa surface interne et le foramen mentonnier sur sa surface externe près du menton. Les cornets nasaux sont des projections osseuses des parois latérales de la cavité nasale. Le grand cornet nasal inférieur est un os indépendant, tandis que les cornets moyen et supérieur font partie de l'os ethmoïde. Le septum nasal est formé par la lame perpendiculaire de l'os ethmoïde, le vomer et le cartilage septal. Les sinus paranasaux sont des espaces remplis d'air situés à l'intérieur des os frontal, maxillaire, sphénoïde et ethmoïde.

Sur le crâne latéral, l'arcade zygomatique se compose de deux parties : le processus temporal de l'os zygomatique antérieurement et le processus zygomatique de l'os temporal postérieurement. La fosse temporale est l'espace peu profond situé sur le crâne latéral au-dessus du niveau de l'arcade zygomatique. La fosse infratemporale est située sous l'arcade zygomatique et en profondeur par rapport au rameau de la mandibule.

L'os hyoïde est situé dans la partie supérieure du cou et ne s'articule avec aucun autre os. Il est maintenu en position par des muscles et sert à soutenir la langue au-dessus, le larynx en dessous et le pharynx postérieurement.

La colonne vertébrale forme le cou et le dos. La colonne vertébrale se développe initialement avec 33 vertèbres, mais est finalement réduite à 24 vertèbres, plus le sacrum et le coccyx. Les vertèbres sont divisées en région cervicale (vertèbres C1–C7), région thoracique (vertèbres T1–T12) et région lombaire (vertèbres L1–L5). Le sacrum résulte de la fusion de cinq vertèbres sacrées et le coccyx de la fusion de quatre petites vertèbres coccygiennes. La colonne vertébrale présente quatre courbures : les courbures cervicale, thoracique, lombaire et sacrococcygienne. Les courbures thoracique et sacrococcygienne sont des courbures primaires conservées de la courbure fœtale originale. Les courbures cervicale et lombaire se développent après la naissance et sont donc des courbures secondaires. La courbure cervicale se développe lorsque le nourrisson commence à tenir sa tête, et la courbure lombaire apparaît avec la station debout et la marche.

Une vertèbre typique se compose d'une partie antérieure élargie appelée le corps, qui assure le soutien porteur. Attaché postérieurement au corps se trouve un arc vertébral, qui entoure et définit le foramen vertébral pour le passage de la moelle épinière. L'arc vertébral se compose des pédicules, qui s'attachent au corps vertébral, et des lames, qui se rejoignent pour former le toit de l'arc. De l'arc vertébral partent les processus transverses projetés latéralement et le processus épineux orienté postérieurement. Les processus articulaires supérieurs se projettent vers le haut, où ils s'articulent avec les processus articulaires inférieurs des vertèbres supérieures.

Une vertèbre cervicale typique a un petit corps, un processus épineux bifide (en forme de Y) et des processus transverses en forme de U avec un foramen transverse. En plus de ces caractéristiques, l'axis (vertèbre C2) possède également le dens qui se projette vers le haut depuis le corps vertébral. L'atlas (vertèbre C1) diffère des autres vertèbres cervicales en ce qu'il n'a pas de corps, mais se compose plutôt d'un anneau osseux formé par les arcs antérieur et postérieur. L'atlas s'articule avec le dens de l'axis. Une vertèbre thoracique typique se distingue par son processus épineux long et projeté vers le bas. Les vertèbres thoraciques ont également des facettes articulaires sur le corps et les processus transverses pour l'attachement des côtes. Les vertèbres lombaires supportent la plus grande partie du poids corporel et ont donc un corps grand et épais. Elles ont également un processus épineux court et émoussé. Le sacrum est de forme triangulaire. La crête sacrale médiane est formée par les processus épineux vertébraux fusionnés et la crête sacrale latérale est dérivée des processus transverses fusionnés. Les foramens sacrés antérieurs (ventraux) et postérieurs (dorsaux) permettent aux branches des nerfs spinaux sacrés de sortir du sacrum. Les surfaces auriculaires sont des sites d'articulation sur le sacrum latéral qui ancrent le sacrum aux os iliaques pour former le bassin. Le coccyx est petit et dérive de la fusion de quatre petites vertèbres.

Les disques intervertébraux comblent les espaces entre les corps des vertèbres adjacentes. Ils fournissent des attaches solides et un amorti entre les vertèbres. La couche fibreuse externe d'un disque est appelée l'anulus fibrosus. L'intérieur gélatineux est appelé le noyau pulpeux. Le disque peut changer de forme pour permettre le mouvement entre les vertèbres. Si l'anulus fibrosus est affaibli ou endommagé, le noyau pulpeux peut faire saillie vers l'extérieur, entraînant une hernie discale.

Le ligament longitudinal antérieur s'étend sur toute la longueur de la colonne vertébrale antérieure, unissant les corps vertébraux. Le ligament supra-épineux est situé postérieurement et interconnecte les processus épineux des vertèbres thoraciques et lombaires. Dans le cou, ce ligament s'élargit pour devenir le ligament nuchal. Le ligament nuchal est attaché aux processus épineux cervicaux et supérieurement à la base du crâne, jusqu'à la protubérance occipitale externe. Le ligament longitudinal postérieur s'étend à l'intérieur du canal vertébral et unit les côtés postérieurs des corps vertébraux. Le ligament jaune unit les lames des vertèbres adjacentes.

La cage thoracique protège le cœur et les poumons. Elle est composée de 12 paires de côtes avec leurs cartilages costaux et le sternum. Les côtes sont ancrées postérieurement aux 12 vertèbres thoraciques. Le sternum se compose du manubrium, du corps et du processus xiphoïde. Le manubrium et le corps sont unis à l'angle sternal, qui est également le site d'attachement des deuxièmes côtes.

Les côtes sont des os plats et incurvés et sont numérotées de 1 à 12. Postérieurement, la tête de la côte s'articule avec les facettes costales situées sur les corps des vertèbres thoraciques et le tubercule costal s'articule avec la facette située sur le processus transverse vertébral. L'angle de la côte forme la partie la plus postérieure de la cage thoracique. Le sillon costal sur le bord inférieur de chaque côte contient des vaisseaux sanguins et un nerf. Antérieurement, chaque côte se termine par un cartilage costal. Les vraies côtes (1–7) s'attachent directement au sternum via leur cartilage costal. Les fausses côtes (8–12) s'attachent au sternum indirectement ou pas du tout. Les côtes 8–10 ont leurs cartilages costaux attachés au cartilage de la côte supérieure suivante. Les côtes flottantes (11–12) sont courtes et ne s'attachent ni au sternum ni à une autre côte.

La formation du squelette axial commence au début du développement embryonnaire avec l'apparition de la notochorde en forme de bâtonnet le long de la longueur dorsale de l'embryon précoce. Des blocs de tissu répétés et appariés appelés somites apparaissent ensuite de chaque côté de la notochorde. À mesure que les somites se développent, ils se divisent en parties, dont l'une est appelée sclérotome. Celui-ci est constitué de mésenchyme, le tissu embryonnaire qui deviendra les os, les cartilages et les tissus conjonctifs du corps.

Le mésenchyme de la région céphalique produira les os du crâne par deux mécanismes différents. Les os de la boîte crânienne se forment par ossification intramembraneuse, où le tissu mésenchymateux embryonnaire se convertit directement en os. Au moment de la naissance, ces os sont séparés par des fontanelles, de larges zones de tissu conjonctif fibreux. À mesure que les os grandissent, les fontanelles sont réduites en sutures, ce qui permet une croissance continue du crâne tout au long de l'enfance. En revanche, la base crânienne et les os de la face sont produits par le processus d'ossification endochondrale, où le tissu mésenchymateux produit initialement un modèle de cartilage hyalin du futur os. Le modèle cartilagineux permet la croissance de l'os et est progressivement converti en os sur une période de nombreuses années.

Les vertèbres, les côtes et le sternum se développent également par ossification endochondrale. Le mésenchyme s'accumule autour de la notochorde et produit des modèles de cartilage hyalin des vertèbres. La notochorde disparaît en grande partie, mais des vestiges de la notochorde contribuent à la formation des disques intervertébraux. Dans la région thoracique, une partie du modèle cartilagineux vertébral se sépare pour former les côtes. Celles-ci s'attachent ensuite antérieurement au modèle cartilagineux en développement du sternum. La croissance des modèles cartilagineux pour les vertèbres, les côtes et le sternum permet l'élargissement de la cage thoracique pendant l'enfance et l'adolescence. Les modèles cartilagineux subissent progressivement une ossification et sont convertis en os.