A matriz óssea é composta principalmente por colágeno, que assume a forma de cadeias em vários tamanhos e dimensões. A matriz óssea é criada a partir de vários colágenos, que são as proteínas mais abundantes no corpo. O colágeno é abundante, forte e estável, o que o torna ideal para criar ossos, bem como cartilagem, pele, tendões e tecidos por todo o corpo.
Ossos totalmente desenvolvidos consistem principalmente de proteínas e minerais e variam em tamanho, forma e densidade. A maioria dos ossos é composta principalmente de minerais, como cálcio e fosfato. As porções restantes dos ossos são criadas a partir de água e colágenos de matriz, que se formam antes que os minerais ósseos sejam depositados. Os colágenos que compõem a matriz óssea variam amplamente, mas passam pelo processo de síntese antes de serem adicionados aos ossos. O processo de síntese ocorre nos osteoblastos, células responsáveis pela geração de novo crescimento ósseo. Os colágenos podem existir como fios longos e finos ou como elementos compactos e fortemente enrolados. As fibrilas são os colágenos da matriz óssea mais comuns, mas outras proteínas também formam a matriz. Segundo o Augusta Technical College, a matriz óssea contém componentes inorgânicos e orgânicos, como osteoides e proteínas. Essas proteínas incluem fibronectina, osteonectina, osteocalcina, trombospondina e proteína matriz-gla. A fibronecção é abundante e regula a diferenciação dos osteoblastos, enquanto a osteonectina regula a mineralização. A trombospondina inibe os precursores das células ósseas, enquanto a osteocalcina se liga ao cálcio. Por último, a proteína matriz-gla impede a mineralização e causa vasos sanguíneos calcificados.
