Лучше всего это можно наблюдать на длинных костях, а именно на продольных срезах голени или плечевой кости. Их поверхностная часть сформирована плотной костной тканью, причем она разной толщины на всем протяжении кости: толще всего в средней части. Этот довольно тонкий поверхностный слой покрывает сложную систему костных перемычек губчатой ткани. Перемычки ориентированы по направлению наибольшего напряжения кости, благодаря чему формируется крепкая и притом легкая и экономичная конструкция, выдерживающая большие нагрузки. После повреждения, например перелома кости, с последующим неправильным срастанием вся система костных перемычек в пострадавшей области постепенно переориентируется так, чтобы наилучшим образом служить при нагрузках.
Кроме экономии строительного материала конструкция костей рассчитана и на их облегчение, что особенно важно для животных с огромным скелетом. Поэтому довольно легок череп слона, рога парнокопытных, клюв тукана и кости многих других животных. Несмотря на легкость, эти кости не теряют своей прочности. Например, те же рога парнокопытных, практически целиком построенные из костных перегородок, выдерживают очень сильные удары как при драках животных, так и при ударах рогами о различные предметы. Пневматизация костей у позвоночных возникла в процессе эволюции довольно поздно: она совершенно отсутствует у пресмыкающихся, а также у филогенетически ранних млекопитающих. Так, черепа родственных носорогам бронтотериев, живших в конце третичного периода, были сформированы из компактной костной ткани, и только примерно через десять миллионов лет у млекопитающих обнаруживаются следы пневматиза-ции черепных костей. Совершенство в облегчении костей достигается у летающих птиц, обладающих костями, наполненными воздухом.
Способ взаимного соединения отдельных элементов скелета имеет большое значение в связи с основными требованиями к несущей функции скелетной системы тела позвоночных: он должен обеспечивать прочность системы с сохранением подвижности ее элементов. Разберем это на примере наземных млекопитающих, скелет которых в этом отношении лучше всего изучен.