Der Röhrenknochen läßt sich in Diaphyse und Epiphyse unterteilen. Als Diaphyse bezeichnet man den Schaft des Röhrenknochens. Er besteht aus fester Knochensubstanz, der Substantia compacta, die in ihrem Innern das Knochenmark enthält. Als Epiphyse bezeichnet man die Gelenkenden des Röhrenknochens. Sie bestehen im Innern aus einem schwammartigen Gerüst von Knochenbälkchen , der Substantia spongiosa, außen sind sie mit hyalinem Knorpel überzogen. Beim noch wachsenden Knochen existiert zwischen Diaphyse und Epiphyse eine hyalinknorpelige Gewebsschicht, die als Epiphysenfuge bezeichnet wird.

Die Knochenhaut umhüllt den Knochen allseitig bis auf die Gelenkflächen und die Befestigungsstellen von Sehnen und Bändern. Sie besteht aus einer inneren Regenerationsschicht (Stratum osteogenicum) und einer äußeren Faserschicht (Stratum fibrosum). Die Kollagenfasern der Knochenhaut dringen als sog. Sharpeysche Fasern in den Knochen ein und fixieren die Knochenhaut am Knochen. Die Knochenhaut ist mit vielen Blutgefäßen und Nerven versehen.

Man unterscheidet gelbes und rotes Knochenmark. Das gelbe Knochenmark (96% Fett) befindet sich in der Markhöhle der Röhrenknochen der Extremitäten.