Хрящевой скелет эмбриона постепенно по мере роста животного замещается костным. Хрящ распадается, и на его месте образуется костная ткань. Этот процесс называют окостенением (оссификацией), и в длинной кости он начинается с диафиза. Здесь в надхрящнице образуется грубоволокнистая костная манжетка (разд. 8.4.4) и диафиз оказывается в кольце плотной ткани. Сформировавшийся таким образом слой называется надкостницей. Находящиеся внутри этого кольца хондроциты увеличиваются в размере, обызвествляется окружающий их матрикс, и клетки, наконец, разрушаются. В результате в хряще образуются полые ниши. Они постепенно заполняются клетками эмбрионального костного мозга и кровеносными сосудами, которые тянутся от расположенной на поверхности диафиза надкостницы. Часть клеток костного мозга дифференцируется в остеобласты-клетки, образующие кость. Располагаясь вокруг остального костного мозга, они секретируют слой костного вещества. Процесс завершается образованием прочной полой трубки из костной ткани, окружающей костномозговую полость.
Затем окостенение идет в направлении к эпифизам. Этот процесс заканчивается только по достижении зрелого возраста, и даже тогда гиалиновый хрящ сохраняется на суставных поверхностях костей. Эпифизы окостеневают вслед за диафизом и независимо от него. Центров окостенения в эпифизах может быть несколько.
Одновременно с этим процессом идет рост кости в длину. Он происходит в обоих концах кости на границе диафиза и эпифиза. Пока кость не достигнет своей окончательной длины, хрящ в этой области непрерывно образуется и окостеневает. Постепенно окостеневают и эти зоны роста; в результате клетки перестают делиться и удлинение кости прекращается. Рост кости в толщину может продолжаться за счет отложения костной ткани надкостницей.