Il midollo osseo (lat. medulla ossium) è la parte interna dell'osso, costituita da tessuto connettivo fibroso sciolto contenente cellule ematopoietiche.
Il midollo osseo riempie la cavità delle ossa tubolari e le cellule delle ossa spugnose. È costituito da tessuto adiposo, vasi sanguigni e nervi, nonché cellule ematopoietiche (eritroblasti, megacariociti, ecc.).
La funzione principale del midollo osseo è l'ematopoiesi. Qui avviene la formazione dei globuli rossi, dei globuli bianchi e delle piastrine. Inoltre, i vecchi globuli rossi vengono distrutti nel midollo osseo.
Il midollo osseo svolge un ruolo importante nei processi metabolici del tessuto osseo e partecipa al metabolismo minerale. È anche un deposito di grasso e ha proprietà immunologiche.