骨質疏鬆症的病變複雜， 新近研究發現骨質疏鬆症的發生與基因異常有一定關係， 以下四種基因異常可能與骨質疏鬆發病有關。
1.維生素D受體基因
維生素D是骨代謝通路上重要的調節因素之一， 主要通過調控小腸鈣的吸收、成骨細胞和破骨細胞的功能、甲狀旁腺激素的生成和腎臟25-羥-維生素D的羥化等過程維持骨、鈣的內環境穩定。
2.雌激素受體1基因
雌激素通過調節骨質的代謝、峰值骨量的獲得以及抑制骨量的丟失， 對骨骼的生長和骨量的維持起重要作用， 大量研究表明雌激素對於維持骨的動態平衡是必不可少的。
3.Ⅰ、Ⅳ型膠原蛋白基因
Ⅰ、Ⅳ型膠原蛋白基因是骨裡面含量最豐富的膠原蛋白。 該基因位於染色體17q21.3-q22。 多數研究集中在分析位於內含子1的Sp1結合位點上的一個多態標記， 有研究發現這一位點是一個功能性變異位點， 可以改變膠原α1與α2的比例， 從而導致骨折的發生。
4.低密度脂蛋白受體樣蛋白-5基因
低密度脂蛋白受體樣蛋白-5基因是一種細胞膜表面蛋白， 屬於低密度脂蛋白受體家族中一員， 與骨質疏鬆症關係密切， 其機制可能與骨量和成骨細胞功能有關。
