A ossificação intramembranosa ocorre durante o desenvolvimento dos mamíferos dentro do útero e é o processo pelo qual ossos achatados, como alguns dos ossos do crânio e clavículas, são criados a partir do tecido conjuntivo. É também o processo pelo qual os ossos feridos se curam e ocorre quando os ossos são quebrados ou danificados para reconstruí-los. Também ocorre durante o desenvolvimento embrionário a ossificação endocondral, um processo no qual os ossos são produzidos a partir da cartilagem. A ossificação endocondral ocorre no desenvolvimento de ossos longos, como braços e pernas. Na ossificação intramembranosa, não há cartilagem presente e, em vez disso, os ossos se desenvolvem a partir de outros tecidos conjuntivos.
O processo começa com as células-tronco mesenquimais (MSCs), que são células que ainda não foram diferenciadas em um determinado tipo de célula. As CTMs se desenvolvem em osteoblastos, células que geram tecido ósseo, tanto o tecido esponjoso interno da medula quanto o tecido ósseo compacto mineralizado que circunda a medula. Várias etapas ocorrem durante a ossificação conforme as CTMs mudam, se diferenciam e se tornam tipos específicos de células ósseas. Um processo semelhante ocorre para reparar o osso quebrado ou danificado, com o tecido ósseo se desenvolvendo a partir do tecido membranoso ou conjuntivo da mesma maneira que se desenvolve dentro do útero.
No processo básico, as CTMs formam camadas de tecido conjuntivo relativamente primitivo, e outras se desenvolvem em células produtoras de osso. As células produtoras de osso então criam uma matriz óssea de cálcio que eventualmente se acumula em espículas ósseas. As espículas ósseas aumentam de tamanho à medida que mais da matriz óssea é excretada, eventualmente reunindo-se em uma formação maior chamada trabécula. Essas estruturas continuam o processo, algumas construídas umas sobre as outras e, por fim, formando um tecido ósseo, e outras trabéculas permanecem como um tecido esponjoso que se torna a medula óssea.
Os ossos ou partes de ossos que se desenvolvem por meio do processo de ossificação intramembranosa incluem as clavículas; a patela ou rótula; os ossos parietal, frontal, occipital e temporal no crânio; e os maxilares superior e inferior. Outras estruturas especializadas, como o casco de uma tartaruga, também se desenvolvem dessa maneira. Também contribui para o crescimento ósseo, especialmente no crescimento dos ossos curtos e no espessamento dos ossos longos à medida que se desenvolvem.
Este complexo processo de desenvolvimento ósseo ocorre em todos os mamíferos, tanto no útero quanto quando o reparo ósseo é necessário. Mesmo em outros mamíferos que não os humanos, os mesmos conjuntos de ossos são formados por meio da ossificação intramembranosa. Em alguns casos, como acontece com a tartaruga, os animais desenvolvem outros ossos ou estruturas além do crânio, clavícula e outros ossos planos.