Intramembraanne luustumine toimub imetajate emakasisene arengu ajal ja see on protsess, mille käigus sidekoest tekivad lamedad luud, näiteks mõned kolju ja rangluud. See on ka protsess, mille käigus vigastatud luud paranevad ja tekib siis, kui luud on murdunud või kahjustatud, et luu taastada. Embrüonaalse arengu ajal toimub ka endokondraalne luustumine, protsess, mille käigus luud toodetakse kõhrest. Endokondraalne luustumine toimub pikkade luude, näiteks käte ja jalgade arengus. Intramembraanse luustumise korral kõhre ei esine ja luud arenevad hoopis teistest sidekudedest.
Protsess algab mesenhümaalsete tüvirakkudega (MSC), mis on rakud, mida tuleb veel eristada teatud rakutüübiks. MSC-d arenevad osteoblastideks, rakkudeks, mis genereerivad luukoe, nii luuüdi käsnakujulist sisekudet kui ka luuüdi ümbritsevat mineraliseerunud kompaktset luukudet. Luustumise ajal toimuvad mitmed etapid, kui MSC-d muutuvad, diferentseeruvad ja muutuvad teatud tüüpi luurakkudeks. Sarnane protsess toimub katkise või kahjustatud luu parandamisel, kusjuures luukoe areneb membraansest või sidekoest peaaegu samamoodi nagu see areneb emakas.
Põhiprotsessis moodustavad MSC-d suhteliselt primitiivse sidekoe kihid ja teistest arenevad luud tootvad rakud. Luu tootvad rakud loovad seejärel kaltsiumi luumaatriksi, mis lõpuks koguneb luutükkideks. Luude spiikulite suurus kasvab, kui suurem osa luumaatriksist eritub, kogudes lõpuks kokku suuremaks moodustiseks, mida nimetatakse trabekulideks. Need struktuurid jätkavad protsessi, mõned toetuvad üksteisele ja moodustavad lõpuks kootud luu ning teised trabeekulid jäävad käsnakujuliseks koeks, millest saab luuüdi.
Luud või luuosad, mis arenevad membraanisisese luustumise protsessi käigus, hõlmavad rangluud; põlvekedra või põlvekedra; kolju parietaal-, otsmiku-, kuklaluud ja oimuluud; ning ülemine ja alumine lõualuu. Sel viisil arenevad ka teised spetsiaalsed struktuurid, näiteks kilpkonna kest. Samuti aitab see kaasa luude kasvule, eriti lühikeste luude kasvule ja pikkade luude paksenemisele nende arenedes.
See keeruline luude arenguprotsess toimub kõigis imetajates nii emakas kui ka siis, kui luud on vajalikud. Isegi teistel imetajatel peale inimeste moodustuvad membraanisisese luustumise teel samad luud. Mõnel juhul, nagu kilpkonnal, arenevad loomadel lisaks kolju-, rangluu- ja muudele lamedatele luudele ka muud luud või struktuurid.