Biomehaanikaks nimetatakse teadust, mis uurib liikumist ja kehale nii sisemiselt kui ka väliselt mõjutavaid erinevaid jõude. Luu biomehaanika uurib dünaamikat ja tagajärgi või seda, kuidas luud reageerivad muutustele. Muutused, mis võivad tekkida sisemiselt, võivad ulatuda erinevate lihasrühmade kokkutõmbumisest, mis avaldab survet luudele, kuni luu struktuuri muutusteni, nagu artriidist tingitud ebanormaalsed punnid liigestes. Välised jõud võivad ulatuda sellistest asjadest nagu raske eseme tõstmine kuni pinna muutusteni kõndimisel.
Luu koostis, tugevus, pikkus, tervis ja asend keha sees mõjutavad kõik luu biomehaanika määramist ja seega ka selle mehaanilist funktsioneerimist. Teisisõnu, jäsemete luud ehk käed ja jalad on vastupidavamad ja kohanevad kiiresti muutustega, kuna nad on sisemiste ja väliste kõikumistega rohkem harjunud kui luud, mis asuvad kehas sügavamal, nagu ribid. Suurema tihedusega luud, nagu reieluu või reieluu, peavad stressiteguritele vastu paremini kui väiksemad ja peenemad luud, mis leiduvad kätes või jalas, ja seetõttu saavad nad väiksema tõenäosusega liigsest stressist vigastusi.
Luu terviklikkus mängib olulist rolli ka mitmest erinevat tüüpi koest koosneva luu biomehaanikas. See struktuur sisaldab kompaktset luud, muidu tuntud kui kõvastunud väliskest, aga ka käsnjas kude, pehmemat, mõnevõrra õhulist kudet kompaktse luu sees, kus asuvad sellised struktuurid nagu veresooned ja luuüdi. Suurem osa tahkest luustruktuurist nimetatakse luumaatriksiks. Luu maatriksi kahjustused võivad tekkida teatud vigastuste, tervislike seisundite või keha vananedes loomulikul teel, võivad vähendada luu üldist ühtsust ja selle võimet reageerida pidevatele muutustele. See kahjustus, mis esineb tavaliselt mikrorebendite või luu pinna väikeste lõhede kujul, võib nõrgendada selle terviklikkust ja suurendada luumurdude või luumurdude tõenäosust, kui sellele asetatakse stressorid.
Teisest küljest sõltub luu biomehaanika või selle võime muutustele reageerida luu võimel pidevalt uuendada või reprodutseerida uusi rakke, seda mehhanismi nimetatakse ümberkujundamiseks. See protsess võib põhiliselt aidata kahjustatud luurakke parandada ja see sõltub teatud stressist lihaste kontraktsioonide ja luule avaldatava koormuse või jõu muutumise näol. Näiteks kui luumurd muudab jala luu biomehaanikat, nõuab esialgne paranemisprotsess tavaliselt, et jäsemele ei rakendataks jõudu. Kui luu hakkab paranema, võib luu taastumiseks olla vajalik teatud raskusaste.