

L'épaisseur des parois de la cavité crânienne varie selon les régions. Elles sont habituellement plus minces chez la femme que chez l'homme et aussi chez les enfants et les personnes plus âgées. Les os les plus minces sont également ceux qui sont revêtus par une bonne couche musculaire, comme par exemple, l'écaillé de l'os temporal. Les zones plus minces peuvent être repérées sur le crâne sec par transillumination. La plupart des os de la voûte du crâne se composent d'une table interne et d'une table externe d'os compact, séparées par le diploé. Sur le vivant, le diploé est formé d'os spongieux contenant de la moelle osseuse rouge et il est traversé par des canaux empruntés par les veines diploïques. Lorsqu'on examine le diploé sur une préparation anatomique, il apparaît décoloré car les protéines ont été éliminées lors de la préparation du spécimen. On peut néanmoins constater que la table interne de l'os est plus mince que la table externe et qu'en certains endroits, l'os est représenté par une seule plaque d'os compact dépourvue de diploé.
La substance osseuse du crâne est inégalement distribuée. Des os plats relativement minces (mais pour la plupart incurvés) sont suffisamment robustes pour préserver l'intégrité des cavités et protéger leur contenu. Cependant, les os et processus osseux du neurocrâne non seulement hébergent l'encéphale, mais ils sont aussi des sites d'insertion pour les puissants muscles de la mastication s'insérant distalement sur la mandibule ; par conséquent, de fortes contraintes de traction sont exercées sur les cavités nasales et orbitaires qui sont prises en sandwich entre ces os. Les contraintes sont donc transmises par les parties épaissies des os du crâne jouant le rôle de robustes piliers ou contreforts qui transmettent ces forces en contournant les cavités nasales et orbitaires. Les principaux contreforts sont le pilier fronto-nasal, qui s'étend de la région de la dent canine à la partie centrale de l'os frontal en passant entre la cavité nasale et l'orbite, et le pilier formé par Y arcade zygomatique et le bord latéral de l'orbite, qui s'étend de la région des dents molaires à la partie latérale des os frontal et temporal. Des contreforts similaires transmettent les contraintes appliquées sur les côtés latéraux du foramen magnum en provenance de la colonne vertébrale. C'est peut-être pour compenser la masse osseuse plus dense nécessaire à la constitution de ces piliers que certaines régions du crâne moins soumises à des contraintes mécaniques sont pneumatisées (« remplies d'air »).