骨在生命过程中一刻不停地进行着新陈代谢，旧骨吸收，新骨形成，不断更新。骨钙向骨外逸出，血钙向骨中沉积，保持动态平衡。骨形成、骨吸收和静止三个阶段构成了骨再建。骨形成与骨吸收的速率称为骨转换率。在骨的再建过程中，破骨细胞、成骨细胞及骨细胞都参与其中，其变化情况，包括骨矿的变化，骨基质的变化，骨转换率等，都能从生化检查中反映出来。
骨质疏松的生化检查，包括五个方面的内容：第一，反映骨形成的指标；第二，反映骨吸收的指标；第三，反映骨矿代谢的指标；第四，反映钙调节激素的指标；第五，反映性激素与其它相关激素的指标。
反映骨形成的生化指标有九种，其中主要包括碱性磷酸酶、骨钙素、血清I型前胶原展开肽。
碱性磷酸酶（ALP)：很多器官都可以产生碱性磷酸酶，如肝胆系统、肾、小肠、胎盘及骨骼等。总碱性磷酸酶由骨、肝、肾、肠、胎盘和Regan，Nagao等同工酶组成，特异性不强。骨的碱性磷酸酶由成骨细胞合成与分泌，当成骨细胞转变为骨细胞时，它的活性逐渐降低，最终消失。碱性磷酸酶与骨的矿化作用关系密切，在骨形成中，当成骨细胞数量增加或功能增强时，血清碱性磷酸酶活性增高。碱性磷酸酶之所以能促进骨矿化，是因为它催化无机磷酸盐水解，从而降低焦磷酸盐浓度，焦磷酸盐是骨矿化作用的强抑制剂，磷酸盐浓度下降，对骨矿化作用抑制削弱，于是骨的矿化作用增强。在很多骨路疾病中，血清碱性磷酸酶的变化较其它生化指标出现的早，且幅度较大，诊断的特异性也高，而且与病变程度呈一致性关系，对代谢性骨病的诊断、签别诊断、病程演变、动态观察及预后估计均有重要意义。原发性骨质疏松病人，碱性磷酸酶一般正常。
骨钙素，又称骨Gla蛋白，或称骨γ羧基谷氨酸蛋白(BGP)，是由成骨细胞产生和分泌的一种非胶原蛋白，由49个氨基酸组成。BGP中谷氨酸羧化后才具有生物活性，可与Ca2+和羟基磷灰石结合。BGP的主要生理功能是维持骨的正常钙化。骨转换率增高的代谢性骨病中，BGP升高，并与血浆中ALP的浓度呈正相关。测定血浆中BGP水平，可以了解骨细胞与成骨细胞的活性。
反映骨吸收的生化指标有九种，其中主要是尿羟脯氨酸、尿羟赖氨酸、酸性磷酸酶、尿中胶原吡啶吩、空腹尿Ca/Cr比值。
尿羟脯氨酸（HOP）是胶原蛋白特有的一种氨基酸，99%存在于人体结缔组织的胶原蛋白中。骨基质90%~95%是由胶原构成的。尿经脯氨酸50%来自于骨组织，在没有明显皮肤疾病和其它结缔组织疾病时，尿羟脯氦酸可反映骨代谢的状况。绝经后骨质疏松患者，约有28%尿羟脯氨酸高于正常。
尿羟赖氨酸（HIDIC）是胶原含有的另一种特异氨基酸，含量比HOP少，但判定骨吸收可能比HOP更敏感。
尿中胶原吡啶吩是反映胶原分解的指标之一，比尿中HOP更特异、更灵敏。
酸性磷酸酶（TRAP）主要由破骨细胞释放，TRAP水平反映破骨细胞活性和骨吸收的状态。高转换率的骨质疏松患者，TRAP可能增高。前列腺癌骨转移，TRAP也可能升高。
反映骨矿成分的生化指标：主要测定血中和尿中钙、磷、镁等离子浓度。原发性骨质疏松病人血中钙、磷水平正常。
反映骨调节激素的生化指标：主要测定甲状旁腺激素（PTH）、降钙素（CT)、活性维生素D3（1,25(OH)2D3）。
反映性激素及其它有关激素的指标：主要测定雌激素、孕激素（女性）、雄激素、甲状腺素等。
骨质疏松生化检查的临床意义主要在于以下几点：
第一，生化检查对骨代谢状况的判定有一定的灵敏性与特异性，对骨质疏松有诊断与鉴别诊断价值。原发性骨质疏松，血钙、血磷、血碱性磷酸酶一般都在正常范围，而继发性骨质疏松，则血钙、磷、碱性磷酸酶有一项或多项异常；绝经后骨质疏松骨形成指标（BGP）与骨吸收指标（HOP、HDLG、TRAP、尿吡啶吩、尿Ca/Cr比值）均可能增加，骨转换率高;老年性骨质疏松骨形成与骨吸收指标正常或降低，骨转换率低。
第二，生化检查可重复性强，可在短期内重复检查，便于动态观察，指导和调节用药，评价药物疗效。
第三，可以通过评价骨量的年丢失率指导骨质疏松的预防与治疗。
第四，生化检查与骨密度检测结合起来，可以更确切的预测骨折危险度。