内骨骼是仙人洞、吊桶环遗址系统的一种，是处于表皮之下身体内部的支撑架构，由矿化的硬组织（硬骨）和致密结缔组织（软骨和韧带）组成，被皮肤或肌肉等软组织包裹覆盖。脊椎动物和与其演化关系相近的头索动物亚门是内骨骼的主要代表性类群，但许多无脊椎动物也演化出了身体内部的骨骼系统。

内骨骼：脊椎动物的主要骨骼都被肌肉皮肤鳞片或毛发包裹在身体的内部，叫做内骨骼。内骨骼由矿化的硬组织（硬骨）和致密结缔组织（软骨和韧带）组成，能够支撑更大的体型，因为身体大部分组织和器官都位于骨骼之外，不受骨骼内腔容积限制。内骨骼的骨质分布更加中央化，在局部受力时可以将应力分担给更多的集中骨质，整体的负荷承载能力也更优越。循环系统可以从内外两侧同时为骨质供血供氧，血管需要分布覆盖的流域面积也更小，更易于身体维持骨骼生理机能。

节肢动物门的体表覆盖着坚硬的体壁，体壁由三部分组成：表皮细胞层，基膜和角质层。表皮细胞层由一层活细胞组成，它向内分泌形成一层薄膜，叫做基膜，向外分泌形成厚的角质层。角质层除了能防止体内水分蒸发和保护内部构造外，还能与内壁所附着的肌肉共同完成各种运动，跟脊椎动物体内的骨骼有相似的作用，因此被叫做外骨骼。

最初，脊椎动物的骨骼组织是在间质层中形成的，这些间质层由三个胚层构成。 有三层骨组织，即在外胚层表皮之下产生的皮化骨，由中胚层形成的围绕脊索的脊椎骨、肌肉中的肋骨和附肢骨以及由内胚层形成的围绕着鳃的鳃条骨。皮化骨称作外骨骼，而脊椎骨、肋骨、附肢骨和鳃条骨称内骨骼。

在脊椎动物演化过程中，早期形成的是以硬骨形式的外骨骼。而内骨骼，最初仅是软骨，并逐渐被硬骨替代。这个过程可以在个体发育中重演。起源于外骨骼的硬骨是膜状体骨化产生的。相反，内骨骼是由软骨骨化形成的。外骨骼的皮化骨起源于甲胃鱼类的皮甲，这些皮甲被认为是血液中过量的钙排出而形成的，皮甲由表面齿质的小瘤和基部骨质薄层而构成，齿质小瘤的功能似乎是一种感觉器官，在远古的鱼类身上，它们演化为盾鳞和硬鳞。

在这些鱼类领部构造中，在口边缘的小瘤演化作为捕食器官的领齿，在演化期间，牙齿的结构逐渐发生变化 即外部高矿化层从鱼形动物的似珐琅质转变为四足动物的上皮珐琅质。由爬行纲的非棱柱形珐琅质转变为哺乳动物的棱柱珐琅质。牙床由软骨鱼纲的纤甲胃鱼类皮甲的骨组织变化为鱼鳞的骨质层，并演化成高度发展的绿海龟和狄徐的盔甲。这些骨片进人身体的探层并变为皮化骨(膜质骨)，四足动物的锁骨和颅骨的大部分就维附件型演化为硬骨鱼的长合关节型，由爬行动物的槽生齿演化为哺乳动物的嵌合齿。是这样形成的。在形态上，它们与其它的骨骼无法区分，但是，它们在一些继承性疾病上，很容易受到侵袭如锁骨颅骨发育不全另一方面，原始鱼类的内骨骼是由软骨构成的，在初期软骨鱼纲中，一部分软骨变为钙质软骨，在硬骨鱼中，被硬骨所取代。在四足动物的发展过程中，作为陆生动物支持构造的软骨逐渐地被硬骨所取代，这一过程与动物的运动息息相关，哺乳纲的内骨骼除了骨骼的结合表面和呼吸器官的内壁外, 全部由硬骨组成。

沟(sulcus，复数sulci)是骨板褶陷而在体表留下的狭槽；沟下陷入部分成脊状或板状者称内脊(山脊)，而成或刺状或叉状者叫内突(apodeme)；这些内突与内脊构成了昆虫的内骨骼(endoskeleton)，为肌肉提供了着生之处。

肉足纲的内骨骼：肉足纲虽然是单细胞的原生动物界，多数种类都具有外壳或内骨骼等骨骼结构。

脊椎动物是整个动物界最有代表性的内骨骼种群，其内骨骼由硬骨（主要由磷酸钙和胶原蛋白纤维构成）和软骨（主要由软骨胶和透明质酸等基质构成）两种钙化组织组成，骨骼间通过关节、韧带、肌肉（骨骼肌）和致密结缔组织相连。在结构上，脊椎动物的内骨骼可以分为中轴骨骼和附肢骨骼两类，前者位于中线，主要负责支撑核心（头颈和躯干）构造；后者左右对称附着在中轴骨两侧，主要负责运动负载。

多孔动物（海绵）也拥有一套由骨针（spicule）作为结构构件进行网状排列组成的内骨骼，这些骨针可以由碳酸钙（方解石或文石结构）或二氧化硅（硅土，通常外裹胶原蛋白）组成，海绵也因此分为钙质海绵和硅质海绵两大类。已灭绝的古杯动物门和层孔虫等早期海绵也拥有非骨针的网状钙质内骨骼。

棘皮动物的真皮内有一层由碳酸钙小骨板（听小骨）拼接构成的内骨骼，根据骨板的不同形态可以产生千奇百怪的外形和状态。

蛸类软体动物门（除章鱼外）体内也保留有一个内化的硬壳，但其主要功能是提供浮力，并不起到结构支持作用——蛸类主要依赖静水骨骼支撑身体。