骨胶原蛋白（bone collagen）也称"骨胶原"，骨基质的90%由胶原组成。Ⅰ型胶原构成骨胶原，骨Ⅰ型胶原，共3000多个氨基酸，分子量为95000，在化学结构上与结缔组织Ⅰ型胶原不同。骨Ⅰ型胶原的交联部位较少，交联是经过G醛基赖氨酸被氢硼酸钠还原后形成的结构。骨Ⅰ型胶原前N端扩展肽被磷酸化，而在结缔组织中则未发现翻译修饰后的前胶原。在氨基酸组成上骨胶原也不同于软骨胶原，它含有两种特殊氨基酸，即丝氨酸和甘氨酸，大量丝氨酸以磷酸丝氨酸盐的形式存在，故在矿化过程中磷酸盐与骨胶原的结合很重要。骨基质矿化过程中，羟基磷灰石与骨胶原相结合形成正常的骨质。骨的Ⅰ型胶原之间相互交联，形成骨基质框架；骨胶原的质量、数量也与矿化相关，保持一定的沉积比例。矿化过程还需有骨基质中的非胶原蛋白，即骨钙素、基质蛋白等的参与，Ⅰ型胶原不仅给骨钙素提供结构场所，还与骨钙素等非胶原蛋白相结合，形成网络支架，为骨矿化提供基本条件。，其他类型胶原如III型和V型胶原，在骨组织中含量较低，且其主要作用是辅助调节I型胶原的纤维直径。