Весьма твердая внеклеточная матрица в костях принимает разные формы: в самом внутреннем слое она называется губчатой или решетчатой костью, а во внешнем слое ее называют компактной костью. В губчатой кости затвердевшая ткань образует тонкие пластинки, называемые трабекулами. Трабекулы расположены так, чтобы они могли реагировать на нагрузку, оказываемую на кость. Они могут самостоятельно регулировать свое расположение так, чтобы не только поддерживать в рабочем состоянии стержень и другие части кости, но также и сохранять такую форму суставной поверхности, которая была бы способна к оптимальному распределению нагрузки. Так называемый «нагрузочный анамнез» трабекул, включающий в себя нагрузки с нескольких направлений, влияет на распределение плотности кости и ориентацию трабекул. Увеличение плотности кости в некоторых областях и уменьшение ее в других местах происходит как реакция на нагрузки, которым подвергается кость. Губчатая кость покрыта твердым слоем плотной компактной кости, которую называют корковой костью. Корковая кость, т. е. оболочка, уложена концентрическими слоями.
Корковая кость, которая выглядит весьма твердой, покрыта грубой фиброзной мембраной, которая называется надкостницей. Внутренняя поверхность надкостницы состоит из остеобластов, которые необходимы для роста и восстановления кости. Надкостница имеет хорошую сосудистую сеть, состоящую из капилляров, обеспечивающих питание кости. В матрицу корковой кости часто входят терминальные коллагеновые волокна связок и сухожилий. Во всех синовиальных суставах надкостница на концах костей замещена гиалиновым суставным хрящом.
На микроскопическом уровне можно увидеть два отдельных типа организации кости: перепончатая ретикулофиброзная кость и пластинчатая кость. В перепончатой (основной тип) кости волокна коллагена организованы беспорядочно, грубые волокна чередуются с тонкими волокнами таким образом, что это напоминает ткань или плетение. Перепончатая кость является молодой и может формироваться без поддержки или без лежащей в основе структуры. Пластинчатая кость, наоборот, требуется для образования каркаса, это более старая кость, которая составляет большую часть скелета взрослого человека. И корковая, и губчатая кость являются разновидностями пластинчатой кости, только в корковой кости волокна коллагена организованы слоями, в которые встроены остеоциты.
Кость обладает способностью к реконструкциям, которые в норме происходят в течение всей жизни, когда кости приходится реагировать на такие внешние силы (или нагрузки), как тяга сухожилий или вес тела. На реконструкцию костей действуют также внутренние влияния: старение или различные метаболические или болезнетворные процессы. Повторное или длительное действие внешних сил (нагрузок) вызывает увеличение активности остеобластов и, в результате, ведет к увеличению костной массы. При отсутствии действия таких сил увеличивается активность остеокластов, и костная масса уменьшается. Если остеокласты распадаются или начинают поглощать кость с большей скоростью, чем остеобласты могут ее восстанавливать или реконструировать, возникает состояние, известное под названием остеопороз. При остеопорозе снижается плотность костей (масса на единицу объема), по сравнению с нормальными значениями, и кости становятся слабее (более подверженными переломам), чем кости с нормальной плотностью. Кость считается композитным материалом, поскольку ее свойства являются сочетанием свойств различных компонентов, составляющих эту кость, при этом свойства каждого отдельного компонента сильно отличаются от свойств других компонентов. Кость отличается от хряща тем, что она получает питание от кровеносной сети, находящейся непосредственно в самой кости, тогда как к хрящу питание поступает от внешних источников.