โรคกระดูกพรุน คือ ความผิดปกติของกระดูกที่ทำให้ความแข็งแรงของกระดูกลดลง ทำให้ผู้นั้นเสี่ยงต่อการเกิดกระดูกหักเพิ่มขึ้น โดยความแข็งแรงของกระดูกนี้เกิดจากสองปัจจัยรวมกันคือ ความหนาแน่นของกระดูก และคุณภาพของกระดูก

ความหนาแน่นของกระดูกสามารถตรวจวัดได้ด้วยเครื่องตรวจวัดค่าความหนาแน่นของกระดูก ในปัจจุบันเครื่องตรวจวัดค่าความหนาแน่นของกระดูกโดยใช้รังสีเอ็กซ์ ถือเป็นเครื่องมือมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับทั่วโลก (รูปที่ 1)

สำหรับคุณภาพของกระดูกประกอบด้วยคุณลักษณะใหญ่ๆ 4 ประการคือ
1. โครงสร้างภายในของกระดูก (bone microarchitecture) รูปที่ 2 หมายถึงโครงสร้างทางจุลภาคภายในกระดูก ซึ่งมีลักษณะสานต่อกันเป็นร่างแห จากการสานต่อกันเช่นนี้ทำให้มีความสามารถรับแรงกดอัดได้อย่างมาก Silva MJ และคณะ (1997)2 ได้ศึกษาถึงความสามารถรับแรงอัดของกระดูกพบว่ากระดูกหากลดค่ามวลกระดูกลงเท่าๆกันคือร้อยละ 10 โดยชิ้นหนึ่งไปลดที่ความหนาของเสี้ยนกระดูก (decrease trabecular thickness) ขณะอีกชิ้นหนึ่งไปลดจำนวนเสี้ยนกระดูกที่เชื่อมขวาง (decrease cross-trabeculae or decrease trabecular number) พบว่าความสามารถในการรับแรงอัดของกระดูกที่ลดความหนาลงจะลดลงร้อยละ 20 ในขณะที่กระดูกที่ลดจำนวนเสี้ยนกระดูกที่เชื่อมขวางความสามารถในการรับแรงอัดลดลงถึงร้อยละ 70 สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเสี้ยนกระดูกเชื่อมขวางมีความสำคัญอย่างมากต่อความแข็งแรงของกระดูก

กระดูกปกติ	กระดูกพรุน

2. การหมุนเวียนของกระดูก (bone turnover) รูปที่ 3 โดยการหมุนเวียนของกระดูกสามารถแบ่งย่อยๆเป็น 5 ขั้นตอนดังนี้

a. ขั้นตอนการกระตุ้น โดยเซลล์สร้างกระดูกที่อยู่บริเวณผิวกระดูกจะปล่อยสารเคมีออกมากระตุ้นให้เซลล์สลายกระดูกชนิดที่ไม่มีฤทธิ์กลายเป็นเซลล์สลายกระดูกที่มีฤทธิ์
b. ขั้นตอนการสลายกระดูก ในขั้นตอนนี้เซลล์สลายกระดูกที่มีฤทธิ์จะทำการย่อยสลายกระดูก จนกลายเป็นแอ่งเว้าลงของกระดูก
c. ขั้นตอนพลิกกลับ ในขั้นนี้เซลล์สลายกระดูกจะหายไป จะมีเซลล์ใหม่เข้ามาในแอ่งเว้าของกระดูกแทนและทำการปรับแต่งกระดูกที่ถูกเซลล์สลายกระดูกกินให้มีผิวเรียบขึ้น
d. ขั้นตอนการสร้างกระดูก ในขั้นนี้เซลล์สร้างกระดูกจะเข้ามาในบริเวณแอ่งเว้าที่ถูกตกแต่งให้เรียบแล้วและทำการสร้างกระดูก
e. ขั้นตอนการสะสมแร่ธาตุของกระดูก เป็นขั้นตอนสุดท้ายของขบวนการปรับแต่งกระดูก ในขั้นนี้จะมีแร่ธาตุเข้ามาสะสมในบริเวณที่มีการสร้างกระดูก
f. ขั้นตอนสุดท้ายคือภาวะสงบนิ่ง คือขั้นตอนที่ไม่มีทั้งการสร้างและการสลายกระดูก กระดูกจะอยู่ในภาวะสงบนิ่ง

รูปที่ 3 รูปแสดงขั้นตอนการหมุนเวียนของกระดูก

การสลายกระดูกจะใช้เวลาประมาณ 3-4 สัปดาห์ ในขณะที่การสร้างกระดูกใช้เวลาประมาณ 3-4 เดือน ดังนั้นหากมีอัตราการหมุนเวียนของกระดูกสูง จะทำให้มีหลุมและบ่อของกระดูกเพิ่มขึ้น ทำให้กระดูกมีความเครียดเพิ่มขึ้น และนำไปสู่ภาวะของ microfracture และมีความเสี่ยงต่อกระดูกหักในที่สุด
กระดูกจะมีการหมุนเวียนเช่นนี้อย่างต่อเนื่อง แต่จะไม่ซ้ำที่กัน กระดูกทั่วๆไปจะมีการหมุนเวียนและปรับกระดูกเก่าให้เป็นกระดูกใหม่ทั้งร่างกายใช้เวลาประมาณ 10 ปี