O osso, como outros tecidos conjuntivos, é derivado da mesoderme, a camada intermediária das três camadas germinativas que se formam durante o desenvolvimento embrionário inicial. Especificamente, o osso se origina de células mesenquimais, que são células-tronco multipotentes com potencial para se diferenciar em vários tipos de células do tecido conjuntivo.

Durante o desenvolvimento embrionário, as células mesenquimais condensam-se em áreas específicas e sofrem diferenciação para formar o sistema esquelético. Essas células mesenquimais dão origem tanto à cartilagem que serve de modelo para a formação óssea (ossificação endocondral) quanto às células responsáveis ​​pela própria formação óssea (ossificação intramembranosa).

Durante a ossificação endocondral, as células mesenquimais primeiro se diferenciam em condrócitos, que são as células que produzem e mantêm a cartilagem. O modelo de cartilagem do osso é então gradualmente substituído por tecido ósseo através do processo de ossificação. Neste processo, os vasos sanguíneos e os osteoblastos (células formadoras de osso) invadem a cartilagem, quebrando-a e substituindo-a por matriz óssea.

Na ossificação intramembranosa, as células mesenquimais diferenciam-se diretamente em osteoblastos sem passar pelo estágio de cartilagem. Os osteoblastos secretam os componentes orgânicos da matriz óssea, que consiste principalmente em fibras de colágeno, e então depositam cálcio e outros minerais para mineralizar a matriz, resultando na formação de tecido ósseo.

No geral, o osso origina-se de células mesenquimais durante o desenvolvimento embrionário, e sua formação envolve a diferenciação dessas células em condrócitos (na ossificação endocondral) ou osteoblastos (na ossificação intramembranosa).