La osificación intramembranosa ocurre durante el desarrollo de los mamíferos dentro del útero y es el proceso por el cual los huesos planos, como algunos de los huesos del cráneo y las clavículas, se crean a partir del tejido conectivo. También es el proceso por el cual los huesos lesionados se curan y ocurre cuando los huesos se rompen o dañan para reconstruir el hueso. También ocurre durante el desarrollo embrionario la osificación endocondral, un proceso en el que los huesos se producen a partir del cartílago. La osificación endocondral ocurre en el desarrollo de huesos largos como brazos y piernas. En la osificación intramembranosa, no hay cartílago presente y los huesos se desarrollan a partir de otros tejidos conectivos.
El proceso comienza con las células madre mesenquimales (MSC), que son células que aún no se han diferenciado en un tipo de célula en particular. Las CMM se convierten en osteoblastos, células que generan tejido óseo, tanto el tejido interno esponjoso de la médula como el tejido óseo compacto mineralizado que rodea la médula. Se producen varios pasos durante la osificación a medida que las CMM cambian, se diferencian y se convierten en tipos específicos de células óseas. Se produce un proceso similar para reparar huesos rotos o dañados, y el tejido óseo se desarrolla a partir del tejido conectivo o membranoso de la misma manera que se desarrolla dentro del útero.
En el proceso básico, las CMM forman capas de tejido conectivo relativamente primitivo y otras se convierten en células productoras de hueso. Las células productoras de hueso crean una matriz ósea de calcio que finalmente se acumula en espículas óseas. Las espículas óseas aumentan de tamaño a medida que se excreta una mayor parte de la matriz ósea, y finalmente se juntan en una formación más grande llamada trabéculas. Estas estructuras continúan el proceso, algunas se construyen unas sobre otras y eventualmente forman hueso tejido, y otras trabéculas permanecen como un tejido esponjoso que se convierte en médula ósea.
Los huesos o partes de huesos que se desarrollan a través del proceso de osificación intramembranosa incluyen las clavículas; la rótula o rótula; los huesos parietal, frontal, occipital y temporal del cráneo; y los maxilares superior e inferior. Otras estructuras especializadas, como el caparazón de una tortuga, también se desarrollan de esta manera. También contribuye al crecimiento de los huesos, especialmente en el crecimiento de los huesos cortos y al engrosamiento de los huesos largos a medida que se desarrollan.
Este complejo proceso de desarrollo óseo ocurre en todos los mamíferos, tanto en el útero como cuando es necesaria la reparación ósea. Incluso en mamíferos distintos de los humanos, los mismos conjuntos de huesos se forman a través de la osificación intramembranosa. En algunos casos, como ocurre con la tortuga, los animales desarrollan otros huesos o estructuras además del cráneo, la clavícula y otros huesos planos.