Les systèmes squelettique et musculaire dans les modèles humains 3D sont représentés par des hiérarchies osseuses structurées et des simulations musculaires dynamiques liées au mouvement des articulations. Le squelette est modélisé comme une chaîne hiérarchique d'os avec des articulations définies, formant le cadre rigide du modèle. Les muscles sont généralement représentés de deux manières : soit comme des maillages déformables attachés aux os, soit via des simulations basées sur la physique qui imitent la contraction et la relaxation. Cette intégration permet un mouvement réaliste. Les muscles s'étirent ou se gonflent lorsque les os tournent aux articulations, ce qui les rend largement utilisés dans la visualisation médicale, l'animation de personnages et la recherche biomécanique.
