Nell'ossificazione membranosa (o intramembranosa o mesenchimale) l’osso si forma direttamente in senso ad un tessuto connettivo primitivo per differenziazione delle cellule mesenchimali in osteoblasti. Questo tipo di osteogenesi interessa le ossa piatte della volta cranica (osso frontale, osso parietale, parte dell’osso occipitale e squama del temporale) e parte della mandibola; queste ossa sono perciò definite ossa membranose.