Развитие соединений костей тесно связано с развитием самих костей. На 6 — 7-й неделе развития между хрящевыми моделями будущих костей, где должны образоваться соединения, происходит концентрация мезенхимы. В дальнейшем мезенхимальные клетки дифференцируются по-разному. Если образуется непрерывное сочленение, мезенхима превращается либо в хрящ, либо в фиброзную ткань. В случае развития сустава на 8 — 9-й неделе внутриутробного периода на концах эпифизов происходит разрежение мезенхимы и ее исчезновение, что ведет к образованию суставной щели. К этому времени в диафизах появляются точки окостенения. Эпифизы остаются хрящевыми, а их суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом. В это же время начинает образовываться суставная капсула, в которой можно выделить два слоя: наружный, состоящий из рыхлой соединительной ткани, и внутренний — эпителиальный. Из прилегающей к суставу мезенхимы, формирующей капсулу, образуются также связки сустава.
Во второй половине эмбрионального развития появляются различные внутрисуставные компоненты: диски, мениски, связки, которые также образуются из мезенхимы, впячивающейся в виде эластической подушки между хрящевыми эпифизами трубчатых костей. Незначительный остаток хрящевой закладки сохраняется и по окончании процесса окостенения, образуя на суставных поверхностях хрящевой покров толщиной в несколько миллиметров. Такой слой лежит на артикуляционных поверхностях всех костей, возникших из хряща. Формирование суставной полости происходит не только в эмбриональном, но и в постнатальном периоде. В разных суставах образование полости окончательно завершается в различные сроки.
Несколько иначе образуется сустав между двумя покровными костями. Например, в височно-нижнечелюстном суставе между суставной головкой нижней челюсти и суставной ямкой на височной кости располагается слой соединительной ткани. Эта ткань на сочленяющихся поверхностях превращается в тонкий слой хряща, который затем используется для построения межсуставного диска и образования полости сустава.