骨折愈合是一个复杂而连续的过程，从组织学和细胞学的变化，通常将其分为三个阶段，但三者之间又不可截然分开，而是互相交织逐渐演进。
1.血肿炎症机化期： 骨折导致骨髓腔、骨膜下和周围组织血管破裂出血，在骨折断端及其周围形成血肿。伤后6~8小时，由于内、外凝血系统的激活，骨折断端的血肿凝结成血块。由骨折造成的损伤和缺血，可致部分软组织和骨组织坏死引起炎症反应，逐渐清除血凝块、坏死软组织和死骨，而使血肿机化形成肉芽组织。
2.原始骨痂形成期： 骨内、外膜增生，新生血管长入，成骨细胞大量增生，合成并分泌骨基质，使骨折端附近内、外形成的骨样组织逐渐骨化，形成新骨，即膜内成骨。由骨内、外膜紧贴骨皮质内、外形成的新骨，分别称为内骨痂和外骨痂。填充于骨折断端间和髄腔内的纤维组织逐渐转化为软骨组织并钙化形成骨，即软骨内成骨，形成连接骨痂。连接骨痂、内骨痂和外骨痂相连形成桥梁骨痂，其标志着原始骨痂形成。这些骨痂不断钙化加强，当其达到足以抵抗肌收缩及成角剪力和旋转力时，则骨折已达到临床愈合，在成人一般约需12~24周（人卫版外科学教材第8版最新修改）。此时X线片上可见骨折处四周有梭形骨痂阴影，但骨折线仍隐约可见。对骨外膜的损伤均对骨折愈合不利。
3.骨板形成塑形期 原始骨痂中新生骨小梁增粗，排列逐渐规则和致密。骨折端的坏死骨经破骨和成骨细胞的侵入，完成死骨清除和新骨形成的爬行替代过程。原始骨痂被板层骨所替代，使骨折部位形成坚强的骨性连接，这一过程约需1~2年。随着肢体活动和负重，上述过程继续进行，使多余的骨痂被吸收而清除。髄腔重新沟通，骨折回复正常骨结构。