股骨上部有两个重要的角，即颈干角和前倾角。颈干角使股骨干偏离骨盆，使附着于大转子外展肌保持应有长度和张力，增加了下段的力量和活动度。并使体重亦在较宽的基础上，符合下肢关节具有的负重和稳定的功能要求。颈干角过大髋外翻或过小髋内翻均将影响髋关节负重，活动度和稳定性，将使下肢处于内旋状态；前倾角过大使部分股骨头裸露于髋关节外，走路时为维持髋关节的稳定性，将使下肢处于内旋状态，前倾角过小则将出现外旋步态。
股骨上端骨小梁的排列具有一定的规律，位于小转子深面的纵形骨板，即股骨距，是股骨颈内部负重系统内侧骨小梁的基点，它向上呈扇形展开直达股骨头关节面，承受着架于股骨头上端的压应力，而从股骨干外侧骨皮质向上，向内延伸成弧形分布的骨小梁主要承受着张力，它与压力骨小梁在股骨头部相会，另外，从小转子平面内侧骨皮质另有一组向外、向上的骨小梁，与张力骨小梁相交，在这三组骨小梁系统之间有骨密度较稀疏的区域——Ward三角。因此，长期以来人们都将股骨上端的负重结构与街灯或起重机相比较，即股骨颈上承受张力而股骨颈下线承受压力。股骨头负重的关节面上的反作用力与内侧骨小梁系统相平行，说明该系统对负重有重要性，外侧骨小梁系统还有对抗附着于大转子的外展肌所产生的压力作用。此外，股骨颈内侧骨小梁系统直接通向股骨头关节面负重区，该处骨小梁最粗，即使在骨质疏松的患者，这组骨小梁仍存在并承担负重功能。
股骨头与髋臼的负荷形式主要是压力，经关节软骨面传递至邻近关节的软骨下骨松质，在髋臼关节面，压应力从髋臼的凹面向外放散，由宽大的骨盆骨骼来分担，其单位面积所受的压应力就显得较小。在股骨头正相反，当压力从股骨头凸面呈放射状向内传递时，其应力增高。又因股骨颈的横切面比股骨头的横切面小，应力经股骨颈传至股骨干时，股骨颈骨小梁承受的压应力要比股骨头为大。
髋关节负重面由两层薄的透明软骨构成，其间有一层软薄的滑液相隔，滑液系由滑膜产生，通过弥散作用营养软骨细胞，防止退变。关节软骨厚度为一般为2～7 mm，呈海绵状结构，含孔率约为80%，受压时滑液由孔流出，使软骨发生形变，类似充满水的海绵，这种形变，在于水分的增减而丧失，属于弹性形变。卸载后很快复原，根据流体特性，软骨能负担较强屈服应力，关节软骨有着凸凹不平的约2.75μm的表面，由于滑液从孔中溢出减少了软骨面摩擦，在人体生理状态下，关节具有最优润滑，使关节软骨经久耐用。
软骨位于比较厚的骨松质垫子上，减少软骨承受压力，就需要把负荷分布可能大的接触面上，关节负重时软骨和骨骼变形。虽然软骨比其下面的骨松质柔顺10倍（比较不硬），但软骨薄，实际变形的总量有限，软骨下的骨松质虽较硬，却很厚，能发生足够的变形和最大限度地负重接触面，使关节极大地适应负荷。关节软骨主要是负重面，且把承受的压力传递给下面的骨床。骨髓部的软骨下骨松质有两种作用：①负重大时由于骨骼变形，关节获得最大的接触面，负重面积也最大；②骨松质排列呈放射状，把大部分的应力向下传给股骨干。因为软骨下骨对关节适应负重有重要作用，软骨下骨若失去顺应性，关节应力就增加，导致关节软骨的应力高度局部集中。
当人体站立时，体重分布在双足上，每个髋关节的载荷大约是人体总重量的1/3；而正常步态行走时，每个髋关节承受的载荷大于站立相时的载荷，增加的载荷时由于步行时髋部肌肉活动所致。正常情况下髋关节所承受的载荷是由体重和肌肉共同作用产生的。人体在双足站立时，作用在股骨头上的负荷力是髋部以上体重的1/2。因为人的下肢重量为整个体重的1/3（每条下肢为1/6），所以每个髋关节的载荷是剩下体重的2/3的一半，即体重的1/3，或者为髋关节以上体重的1/2。但要保持身体直立位使躯体不晃动和不倾斜，髋部周围肌肉就必须收缩以维持平衡，因而作用于股骨头上的负荷还将按肌肉活动量成正比增加。人体在单腿站立时，上部身体的重量线偏移，骨盆和躯干向外倾斜以维持身体的站立平衡。为防止骨盆落在非支撑一侧，站立侧髋关节必须产生一个外展力，以建立绕髋关节的平衡系统，此外展力需要的力值与上身的重量和重力线与髋关节的距离有关，可以通过计算求得，此力值是由于外展机制保持髋关节平衡产生的，故在髋上的全部载荷（L）应是重力（W）与外展力（F）的合力，见图2-1。
图2-1 单腿站立时髋关节静力分析
1.髋臼；2. 臀中肌；3.股骨头；4. 股骨颈；5.转子下；6.髋臼唇
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