Biomekaniikkaa kutsutaan tieteeksi, joka tutkii liikkeiden vaikutuksia ja kehon eri voimia sekä sisäisesti että ulkoisesti. Luun biomekaniikka tutkii dynamiikkaa ja seurauksia tai tapaa, jolla luut reagoivat muutosten edessä. Muutos, joka voi tapahtua sisäisesti, voi vaihdella eri lihasryhmien supistumisesta luita painettaessa muutoksiin luurakenteessa, kuten niveltulehduksen epänormaaleihin pullistumiin. Ulkoiset voimat voivat vaihdella esimerkiksi raskaan esineen nostamisesta yrityksen pinnan vaihteluihin kävellessä.
Luun koostumus, lujuus, pituus, terveys ja sijainti kehon sisällä vaikuttavat luun biomekaaniseen määritykseen ja vaikuttavat siten sen mekaaniseen toimintaan. Toisin sanoen raajojen tai käsivarsien ja jalkojen luut ovat joustavampia ja sopeutuvat nopeasti muutoksiin, koska ne ovat tottuneempia sisäisiin ja ulkoisiin vaihteluihin kuin luut, jotka sijaitsevat syvemmällä kehon sisällä, kuten kylkiluut. Luut, joiden tiheys on suurempi, kuten reisiluun tai reiden luut, kestävät stressitekijöitä paremmin kuin pienemmät, ohuemmat luut, jotka löytyvät kädestä tai jalasta, ja siksi ne eivät todennäköisesti kestä vammoja liiallisesta stressistä.
Luun eheydellä on myös tärkeä rooli luun biomekaniikassa, joka koostuu useista erityyppisistä kudoksista. Tämä rakenne sisältää kompaktin luun, joka tunnetaan muuten kovettuneena ulkokuorena, sekä sienimäisen kudoksen, pehmeämmän, hieman “ilmavan” kudoksen tiiviin luun sisällä, jossa on rakenteita, kuten verisuonia ja luuydintä. Suurinta osaa luuston kiinteästä rakenteesta kutsutaan luumatriisiksi. Luumatriisin vaurioituminen voi tapahtua tietyillä vammoilla, terveydellisillä olosuhteilla tai luonnollisesti kehon ikääntyessä, voi heikentää luun yleistä yhtenäisyyttä ja heikentää sen kykyä reagoida jatkuviin muutoksiin. Tämä heikentyminen, tavallisesti mikrosolujen muodossa tai pieniä halkeamia luun pinnassa, voi heikentää sen eheyttä ja lisätä murtumien tai luunmurtumien mahdollisuuksia, kun siihen kohdistetaan stressitekijöitä.
Toisaalta luun biomekaniikka tai sen kyky reagoida muutoksiin perustuu luun kykyyn jatkuvasti uudistaa tai tuottaa uusia soluja. Tämä prosessi voi olennaisesti auttaa vaurioituneiden luusolujen korjaamisessa, ja se on riippuvainen tietystä stressistä lihasten supistusten ja luuhun kohdistuvan kuormituksen tai voimanmuutoksen muodossa. Esimerkiksi jos murtuma muuttaa jalan luun biomekaniikkaa, ensimmäinen paranemisprosessi edellyttää yleensä, että raajaan ei kohdisteta voimaa. Kun luu alkaa parantua, luun uudelleenrakentamiseen saattaa olla tarpeen tietty paino.