A ciência que pesquisa os efeitos do movimento e as diferentes forças exercidas no corpo, interna e externamente, é chamada biomecânica. A biomecânica do osso examina a dinâmica e as consequências, ou a maneira como os ossos reagem, diante de mudanças. Uma mudança que pode ocorrer internamente pode variar desde a contração de diferentes grupos musculares, aplicando pressão contra os ossos, até alterações na estrutura óssea, como protuberâncias anormais nas articulações resultantes de artrite. As forças externas podem variar de coisas como a tentativa de levantar um objeto pesado a variações na superfície ao caminhar.
A composição, força, comprimento, saúde e posicionamento do osso no interior do corpo influenciam na determinação da biomecânica do osso e, portanto, afetam seu funcionamento mecânico. Em outras palavras, os ossos das extremidades, ou braços e pernas, são mais resistentes e se adaptam rapidamente às mudanças, pois estão mais acostumados às flutuações internas e externas do que os ossos localizados mais fundo no corpo, como as costelas. Ossos com mais densidade, como o fêmur, ou osso da coxa, resistem melhor a estressores do que os ossos menores e mais finos encontrados na mão ou no pé e, portanto, têm menos probabilidade de sofrer uma lesão por estresse excessivo.
A integridade óssea também desempenha um papel importante na biomecânica do osso, que é composta por vários tipos diferentes de tecido. Essa estrutura inclui osso compacto, também conhecido como invólucro externo endurecido, bem como tecido esponjoso, o tecido mais macio e um pouco “arejado” dentro do osso compacto, onde estruturas como vasos sanguíneos e medula óssea estão localizadas. A maioria da estrutura óssea sólida é chamada de matriz óssea. Os danos à matriz óssea podem ocorrer com certas lesões, condições de saúde ou podem ocorrer naturalmente à medida que o corpo envelhece, podem diminuir a unidade geral do osso e sua capacidade de reagir a mudanças constantes. Esse comprometimento, comumente na forma de microtears, ou pequenas fendas na superfície do osso, pode enfraquecer sua integridade e aumentar as chances de fraturas ou quebras ósseas quando são colocados estressores sobre ele.
Por outro lado, a biomecânica do osso, ou sua capacidade de reagir a mudanças, depende da capacidade do osso de renovar ou reproduzir constantemente novas células, um mecanismo chamado remodelação. Esse processo pode ajudar essencialmente no reparo de células ósseas danificadas e depende de uma certa quantidade de estresse na forma de contrações musculares e alteração na carga ou força exercida sobre o osso. Por exemplo, quando a biomecânica do osso na perna é alterada por uma fratura, o processo inicial de cicatrização geralmente exige que o membro não tenha nenhuma força aplicada a ele. À medida que o osso começa a curar, pode ser necessária uma certa quantidade de peso para que o osso se reconstrua.