Kemik matrisi temel olarak çeşitli ebat ve boyutlarda zincir şeklini alan kollajenden oluşur. Kemik matrisi, vücutta en bol bulunan protein olan çeşitli kollajenlerden oluşturulur. Kolajen, bol, güçlü ve stabildir; bu, kemiğin yanı sıra kemiğin, cilt, tendonların ve dokuların her ikisinde de kemik oluşturmak için idealdir.
Tamamen gelişmiş kemikler öncelikle proteinlerden ve minerallerden oluşur ve büyüklük, şekil ve yoğunluk bakımından değişir. Kemiklerin çoğu, çoğunlukla kalsiyum ve fosfat gibi minerallerden oluşur. Kalan kemik kısımları, kemik mineralleri birikmeden önce oluşan su ve matris kolajenlerinden oluşturulur. Kemik matriksini içeren kollajenler geniş ölçüde değişir, ancak kemiklere eklenmeden önce sentez işlemine tabi tutulur. Sentez işlemi, yeni kemik büyümesini oluşturmaktan sorumlu hücreler olan osteoblastlarda gerçekleşir. Kolajenler uzun, ince iplikler veya sıkıca sarılmış ve kompakt elemanlar olarak bulunabilir. Fibriller en yaygın kemik matrisi kollajenleridir, fakat diğer proteinler de matriksi oluşturur. Augusta Technical College'a göre, kemik matrisi osteoidler ve proteinler gibi inorganik ve organik bileşenler içerir. Bu proteinler, fibronektin, osteonektin, osteokalsin, trombospondin ve matris-gla-proteinini içerir. Fibroneksiyon boldur ve osteoblast farklılaşmasını düzenlerken osteonektin mineralleşmeyi düzenler. Trombospondin, kemik hücresi öncüllerini inhibe ederken, osteokalsin kalsiyumu bağlar. Son olarak, matris-gla-proteini mineralleşmeyi önler ve kireçlenmiş kan damarlarına neden olur.
