Hem içten hem de dıştan harekete etki eden ve vücuda uygulanan farklı kuvvetleri araştıran bilime biyomekanik denir. Kemiğin biyomekaniği, değişimlerle karşılaştığında dinamikleri ve sonuçları veya kemiklerin tepki verme şeklini inceler. Dahili olarak meydana gelebilecek bir değişiklik, kemiklere baskı uygulayan farklı kas gruplarının büzülmesinden, eklemlerdeki anormal şişkinlikler gibi eklem yapısındaki değişikliklere, eklem iltihabına kadar değişebilir. Dış kuvvetler, ağır bir nesneyi kaldırmaya çalışmak gibi şeylerden yürürken yüzeydeki değişikliklere kadar değişebilir.
Kemiğin vücut içindeki bileşimi, kuvveti, uzunluğu, sağlığı ve konumlandırılmasının tümü kemiğin biyomekaniğini belirleyen bir etkiye sahiptir ve dolayısıyla mekanik çalışmasını etkiler. Başka bir deyişle, ekstremitelerdeki kemikler veya kollar ve bacaklar, kaburgalar gibi vücudun derinliklerinde bulunan kemiklerden daha fazla iç ve dış dalgalanmalara alışkın olduklarından değişikliklere daha esnek ve hızlı bir şekilde adapte olurlar. Femur veya uyluk kemiği gibi daha fazla yoğunluğa sahip olan kemikler, el veya ayakta bulunan daha küçük, daha ince kemiklerden daha iyi strese direnç gösterir ve bu nedenle aşırı stres nedeniyle bir yaralanmaya devam etme olasılığı daha düşüktür.
Kemik bütünlüğü de, birkaç farklı doku tipinden oluşan kemiğin biyomekaniğinde önemli bir rol oynar. Bu yapı, aksi takdirde sertleştirilmiş dış kabuk olarak bilinen kompakt kemiğin yanı sıra süngerimsi doku, daha yumuşak, kan damarları ve kemik iliği gibi yapıların bulunduğu kompakt kemiğin içinde "havadar" bir doku içerir. Katı kemik yapısının çoğuna kemik matrisi denir. Kemik matrisinde hasar belirli yaralanmalar, sağlık koşulları ile yaşanabilir veya vücut yaşlandıkça doğal olarak oluşabilir, kemiğin genel birliğini azaltabilir ve sürekli değişikliklere tepki verme yeteneğini azaltabilir. Genel olarak mikro gözyaşları veya kemiğin yüzeyindeki küçük yarıklar biçimindeki bu bozulma, bütünlüğünü zayıflatabilir ve üzerine stresör yerleştirildiğinde kırılma veya kemik kırılma ihtimalini artırabilir.
Öte yandan, kemiğin biyomekaniği veya değişimlere tepki verme kabiliyeti, kemiğin yeniden biçimlenme adı verilen bir mekanizma olan yeni hücreleri sürekli olarak yenileme veya çoğaltma yeteneğine dayanır. Bu işlem esas olarak hasarlı kemik hücrelerinin onarımına yardımcı olabilir ve kas üzerine kasılmalar ve kuvvete yerleştirilen yük veya kuvvet şeklinde değişiklik şeklinde belirli bir gerilme miktarına dayanır. Örneğin, bacaktaki kemiğin biyomekaniği bir kırılma ile değiştirildiğinde, ilk iyileşme süreci genellikle kolun kendisine uygulanan herhangi bir kuvvete sahip olmamasını gerektirir. Kemik iyileşmeye başladığında, kemiğin yeniden inşası için belli miktarda ağırlık taşıma gerekebilir.
