Hóa thạch nội sụn là quá trình hình thành mô xương theo mô hình xương sụn. Kiểu cốt hóa này xảy ra ở hầu hết các xương dài và ngắn của bộ xương.
Trong quá trình phát triển phôi, các tế bào trung mô ngưng tụ và biệt hóa thành tế bào sụn, hình thành mô hình sụn của xương tương lai. Sau đó, các tế bào sụn bắt đầu nhân lên, tiết ra một chất nền ngoại bào giàu proteoglycan và collagen.
Sau đó, các tế bào của mô sụn bị phì đại, phá hủy chất nền và chết đi. Ở vị trí của chúng, các khoang hình thành để các mạch máu phát triển. Tế bào màng sụn biệt hóa thành nguyên bào xương, lắng đọng muối canxi vô cơ vào các hốc, hình thành mô xương - dầm xương. Đồng thời, màng xương phát triển từ mô liên kết xung quanh.
Do đó, với quá trình cốt hóa nội sụn, mô xương sẽ thay thế mô sụn từ bên trong. Quá trình này tiếp tục cho đến khi sụn biến mất hoàn toàn và xương trưởng thành được hình thành.