Відомо, що опорно-руховий апарат складають кістки скелета з суглобами, зв'язки і м'язи з сухожиллями, які поряд з рухами забезпечують опорну функцію організму, дозволяючи йому, наприклад, надійно спиратися

на поверхню, витримуючи при цьому всю масу власного тіла. Кістки і суглоби беруть участь у рухах пасивно, підкоряючись дії м'язів, але відіграють провідну роль у здійсненні опорних функцій. 

   Структурний каркас системи суглоба утворюють різноманітні тканини, які відомі всім нам з шкільного курсу біології як сполучні. Вони включають живі складові частини – клітини і неживі речовини – внутрішньоклітинний матеріал. Клітини, такі як фібробласти, макрофаги, жирові та інші виконують функції, необхідні для життєзабезпечення всієї тканини. Внутрішньоклітинний матеріал, що утворює певний матрикс, в якому живуть самі клітини, включає білковий колаген та еластин, які визначають фізичні характеристики сполучної тканини. Але основними з’єднувальними елементами, які утворюють жорстку ланку єдиної суглобової системи, звичайно, є кістки, сухожилля і зв’язки. 

   Кістки є центральною структурою кожного сегмента тіла. Основною структурною одиницею кістки є остеон, або гаверсова система, що складається із ряду концентричних шарів мінералізованого матриксу, який  оточує центральний канал, де знаходяться кровоносні судини та нерви. Взагалі вчені розглядають кожну кістку не як орган, що виконує властиві їй функції, а як матеріал, структуру і систему.

   Великим запасом міцності володіють зв'язки і хрящі суглобів. Вивчаючи опорно-рухову систему людини в загальноосвітньому навчальному закладі, дуже коротко дається значення сухожиль та зв'язок. А вони досить важливі елементи, наприклад, сухожилля з’єднують м’язи і кістки, а зв’язки забезпечують з’єднання між самими кістками суглобу. Головна відмінність між ними полягає в організації колагенових фібрил, що обумовлена їхніми функціями. Оскільки функція сухожиль полягає в поєднанні м’язової сили кістки чи хряща, а структура сухожиль забезпечує його найменшу схильність деформації внаслідок розтягуючих зусиль, вироблених м’язом. 

   Хоча на зв’язки головним чином діють розтягуючі сили, їхня головна функція – стабілізація суглоба, тому вони влаштовані так, щоб забезпечувати багатонаправлену стабільність суглоба і пристосованість його до дії розтягуючих, стискаючих і зміщаючих зусиль. 

   Сухожилля і зв’язки являють собою щільну сполучну тканину, що містить колаген, еластин, протеоглікани, воду і клітини – фібробласти. Протеїнові колаген і еластин синтезуються і виділяються фібробластами. Близько 70-80% сирої маси сухожилля і зв'язок складає колаген типу волокнистий білок, що характеризується значною механічною стійкістю. Колагенова фібрила – одиниця і сухожиль, і зв'язок, яка несе основне навантаження. Відмінності лише в тому, що в сухожиллях фібрили розміщені поздовжньо і паралельно одна одній, що і забезпечує максимальний опір розтягуючим зусиллям. А у зв’язках, фібрили розміщуються паралельно, косо і, навіть, спіралеподібно, що забезпечує опір силам, діючим у різноманітних напрямках. 

   Кожна молекула колагену складається із трьох взаємопереплетених поліпептидних ланцюжків. Кожен ланцюжок включає послідовність із майже 1000 амінокислот і носить назву альфа-ланцюжка. Самі молекули колагену розміщуються рядами кінець до кінця, і 5 таких рядів, розміщених паралельно один до одного, утворюють мікрофібрилу. 

Колагенова фібрила, що є основною, яка несе навантаження, складається із пучків мікрофібрил, поєднаних біохімічними зв’язками поперечними з’єднаннями між молекулами колагену. Ці поперечні з’єднання знаходяться як в межах, так і між рядами молекул колагену в мікрофібрилі. Отже, функціональною основою сухожиль і зв'язок є фібрила, що утворена мікрофібрилами, які з’єднані між собою поперечними зчепленнями, від яких залежить сила фібрили. Вчені вважають, що кількість і стан поперечних зчеплень визначаються такими факторами, як вік, стать і рівень фізичної активності. 

Як відомо крім колагену та еластину, позаклітинний матрикс сухожиль і зв'язок включає воду і протеоглікани. Вода поєднується з ними, утворюючи гель, в’язкість якого знижується з підвищенням рівня фізичної активності. Така властивість називається тиксотропією. Опір тканини подовженню при швидкості залежить від її в’язкості: чим в’язкість вища, тим більший опір до розтягнення. При зниженні в’язкості тканини пристосовуються до розтягнення з більшою швидкістю. Крім того, в’язкість тиксотропічної тканини змінюється в результаті попередньої розминки тіла, або тривалого періоду бездіяльності. 

   Біомеханічні властивості сухожилля і зв'язок часто характеризують взаємозв’язком «навантаження – деформація» у відповідь на розтягуючі навантаження. Як повідомляють фізіологи та лікарі, сполучна тканина частіше розривається, ніж відривається від кістки. Маса і міцність кісток та м’язів з віком знижуються. 

   Навколо кожного суглобу знаходяться не поодинокі, а ціла група м’язів, кожен з яких здійснює контроль руху в обмеженій кількості напрямків. 

   Вивчаючи електричні властивості кісток, вчені прийшли до висновку, що коли колагенові волокна кісток, сковзають відносно одне одного, у кістці створюються електричні потенціали, які отримали цікаву назву п’єзоелектричний ефект кістки. Встановлений зв'язок між механічним навантаженням на кістку і зв’язані з нею електричні ефекти. Наприклад, слабкі електричні токи можуть викликати утворення кісткових мозолів. Такі відкриття допомагають у лікуванні переломів, які погано зростаються, а також відтягують період старіння суглобів, попереджаючи розвиток остеопорозу.