人體共有206塊骨骼，依外形可分為長骨、短骨、扁平骨和不規則骨等。骨骼的外層是「皮質骨」（cortical），含有板層結構，其間含有細胞，因其結構緻密，又稱之為「緻密骨」（compact bone）；骨骼的內層則是「枝狀骨」，富含骨小樑（trabecular），在骨小樑的表面則有「造骨細胞」（osteoblast, OB）和「蝕骨細胞」（osteoclast, OC），其像海綿狀，因此又稱為「海綿骨」（spongy bone）。體內約有80%的骨量屬於皮質骨，但身體各部位的骨骼所含皮質骨與海綿骨的比例並不相同，例如脊椎骨含有50-75%的海綿骨，而股骨則只有約20%是屬海綿骨，且主要是分布在兩端。 一、骨骼的代謝 由於海綿骨的表面積較大，所以骨骼的代謝速率較快，當骨骼因某因素而產生骨質流失時，主要的流失部位即在海綿骨，在一般的代謝情況下 ，每年約有25%的海綿骨被分解和更新， 但只有約3%的皮質骨會被新陳代謝。這也是何以脊椎骨較易發生骨質疏鬆，造成身高變矮或駝背的原因；又由於股骨的海綿骨分布在兩端，因此年輕人骨質較緻密，若因撞擊而產生骨折時，常折斷在股骨的中央部位，但若已年老發生骨質流失之後，當跌倒而骨折時，則常發生在股骨的兩端，尤其斷裂在與骨盤連接的位置，而很難醫治和恢復。 骨骼的成分可分為有機質與無機質。有機質部分包括了骨基質和細胞，骨基質中有95是膠原蛋白，另5的非膠原蛋白質對骨骼的礦物質化（mineralization）很重要，而細胞主要有OB、OC和骨細胞（osteocyte）三種；無機質中主要有磷酸鈣，其他還有碳酸鹽、鈉、鎂、鉀、氟化物和氯化物等。 骨骼的細胞可分為OB、OC和骨細胞三種。其中之OB主要在進行膠原蛋白（collagen）和基質（ground substances）之形成，以及負責大部分之骨礦物質化（bone mineralization）。然而當OB被骨間質（bone matrix）包圍，會逐漸縮小體積而變成骨細胞。在一般骨骼中，骨細胞含量穩定，其內之胞器（organelles）含量少，僅含少量之粒腺體（mitochondria）和高基氏體（Gorgi apparatus），代謝力不旺盛。OC較大、多核，且具多量的粒腺體和溶小體（lysosome），顯示其進行異化作用和骨骼回收的能力相當強；其細胞膜含有豐富的皺褶，具有電化學極化性，可使細胞膜之滲透壓改變，而得以攝入斷裂的膠原蛋白和hydroxyapatite，並加以消化。 骨骼無論在成長期或成年期，一直不斷地由OC進行骨質分解，而由OB進行重造。當重造的速率大於分解時，則骨骼會變得較長、較寬或較緻密；而當分解速率大於重造時，則骨質就會逐漸流失（bone loss）而疏鬆。通常在成長期，骨骼主要會增長，而在青春末期時，長骨之骨垢（epiphyses）與骨幹（diaphyses）癒合在一起之後，大約再經2-3年，骨骼就不再增長，因此，身高也就不再增加了。但在此年齡之後，若營養狀態良好，也保持適當的抗阻力運動，則骨質的重造仍然繼續維持大於骨質的分解，因此骨質的密度仍會持續增加。當生理狀態良好時，此現象可持續至35-40歲左右，而達一生中骨質量之最高點（peak bone mass），但過了45歲之後，尤其女性在剛停經後的連續5年，骨質之分解會明顯大於重造，以致造成骨質流失，骨質密度下降，嚴重時會引起骨質疏鬆症（osteoporosis）。 二、營養對骨骼代謝的影響 由於人體的骨骼並非是無生命現象的架子而已，而是終生不斷地分解與重造（remodeling），因此若只測量當時的密度，並不能真正了解骨骼新陳代謝的實際情況，而得以及時設法加以改善。骨質流失是一種無症候的生理現象，儘管骨質流失了20-30%，甚至超過此數值，若無骨折，很難被察覺到。即使是測其骨質密度，則必須該密度已有明顯下降才能被察覺，而此時骨質已流失某相當程度了，很難補救。然而目前在臨床上還沒有適當簡易之骨骼新陳代謝的生化指標，以便及早診斷其骨骼的生理代謝（turnover）狀況。因此在營養生理上，能夠提供促進骨骼重造的營養素，亦常作為加強骨質密度的重要保健方法。 營養素之所以會被認為與骨質疏鬆症有關，主要是因骨骼構造中的有機質為蛋白質，而無機質為多種礦物鹽沈澱組成，因此如飲食中之某些營養素量不適當時，會影響骨骼代謝之平衡，而造成骨質流失。在所有的營養素中，通常鈣質被認為對骨骼的結構與代謝最為重要，也最是一般人所較易缺乏而影響到骨骼的健康。 當飲食中鈣攝取量偏低時，身體會產生負鈣平衡。當血液中之鈣離子濃度偏低（＜10 mg/dL）時，會刺激增加副甲狀腺激素（PTH）之分泌，而PTH可刺激腎臟內的活化使25-(OH)-D3轉變成具生理活性之1,25-(OH)2-D3，然後PTH和1,25-(OH)2-D3共同改變了骨骼中hydroxyapatite的離子價，此現象導致使orthophosphate轉變成pyrophosphate，以致hydroxyapatite變得易解離而排出鈣離子，來提升血液中鈣離子濃度，此生理現象稱為骨質回收(bone resorption)。此生理機制雖能用來維持血液中鈣離子濃度的恆定，但亦造成骨質的流失，持續的流失會導致骨質的疏鬆。體內負鈣平衡的發生，並不單是飲食中缺鈣才會發生，例如激素分泌的不正常或維生素D的缺乏等，都會導致骨鈣的負平衡，而引發骨質的疏鬆。