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頭骨（skull），是指人類或者許多脊椎動物的頭部骨性結構，分為顱骨、下頜骨兩部分[1][註 1]。頭骨之功能為支持及保護腦部、臉部、感覺器官，並構成消化與呼吸系統的起始部。口語「頭顱」是泛稱人的頭部。擁有頭骨的動物稱為有頭動物。
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顱骨（cranium）按解剖學「狹義的定義」是指頭骨中借膜、縫或軟骨牢固結合成的一整體，不含聽小骨、下頜骨、舌骨、牙齒[1]，即人體死亡軟組織腐爛後，下巴骨脫離的單獨球狀骨塊（如右側最下方圖）。顱骨「廣義的定義」則包含下頜骨，亦即等於頭骨，而分為8塊腦顱（neurocranium）與14塊面顱（viscerocranium）；另有將舌骨併入計算，而稱共23塊骨頭。
人類頭骨通常由22塊骨頭組成。除了下頜骨，骨頭間係由骨縫連接，只允許微量的運動。另有解剖學家將舌骨列入頭骨範圍，而稱頭骨有23塊。
8塊骨頭組成腦顱，容納並保護整個腦部，包括大腦和腦幹（即中腦、小腦，腦橋和延髓）；14塊骨頭組成面顱（用於其他動物時亦稱「臟顱」或「咽顱」），支撐面部並形成面部輪廓；顳骨包住中耳的6塊聽小骨；舌骨，功用為支撐咽喉，但通常不被認為是頭骨之一部分，因為其與其他骨頭並沒有任何關節連接。
頭骨也包括副鼻腔，連接呼吸上皮細胞和大氣管。副鼻腔實際功能不明，有認為可能是為了減輕頭骨重量同時不損害強度，或者為了加強聲音共鳴。以象為例，副鼻腔非常寬闊。象的頭骨因為要附着頸和軀幹的肌肉而非常巨大，但它的重量出乎意料得輕。較小的腦顱被寬闊的副鼻腔包圍，減輕了重量。
腦膜有三層，包圍中樞神經系統的組織。它們是硬腦膜、蛛網膜和軟腦膜。
對於人類來說，頭骨的解剖位置是法蘭克福平面，即眼眶下邊緣和耳道上邊界所處的水平平面。這個位置是主體直立且平視前方的位置。作為比較，研究其他靈長動物頭骨時也會使用法蘭克福平面。但那並不代表是自然位置。
骨頭通常由膜內骨化和軟骨內骨化形成。面顱以及腦顱頂和兩側的骨頭由膜內骨化形成，支撐大腦的骨頭（枕骨、蝶骨、顳骨和篩骨）大多由軟骨內骨化形成。
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他們一同組成顱腔，整個腦部處於顱腔中。顱腔的頂部稱為顱頂，顱頂前起眶上緣上方呈弓形隆起的眉弓，後抵上頂線和枕外隆凸，在兩側位置通過上顳線與顳區分界。顱頂的最前方（也就是額頭的位置）是額骨，額骨通過冠狀縫與後面的兩塊頂骨緊密結合；兩塊頂骨之間是矢狀縫，頂骨之間還有被稱為頂結節的光滑隆起，頂骨再通過人字縫與後方的枕骨相連。顱腔底部稱為顱底，由於人腦與外界的絕大多數聯繫都是通過顱底部進行的，因此顱底有大量的開口，結構顯得相當複雜。從內面觀察，顱底部又可進一步區分為三個窩室：顱前窩、顱中窩與顱後窩。
顱前窩（anterior cranial fossa）由額骨的眶板、蝶骨體前部、蝶骨小翼和篩骨的篩板構成。顱前窩體積較小，左右對稱，容納大腦半球的額葉，在凹下的正中央前方是被稱為雞冠的縱形骨嵴，兩側是篩骨的篩板，篩板中有許多篩孔，嗅絲從這裏通向鼻腔。篩板外側顱前窩的底由薄而不平的額骨眶板構成，它同時又是額竇和篩竇的頂以及眶頂。
顱中窩（middle cranial fossa）形狀如蝴蝶。顱中窩由蝶骨骨體、蝶骨大翼及顳骨岩部構成。分佈着除枕骨大孔外幾乎所有的開口。顱中窩中間狹窄，凹陷的兩側容納大腦的顳葉。中間部分是蝶骨骨體，骨體中的空穴稱為蝶竇，骨體上方垂體窩及垂體窩後方的骨隆統稱蝶鞍，蝶鞍中央凹陷處是容納腦部垂體的垂體窩，垂體窩兩側與蝶竇僅相隔一薄骨層，大腦垂體位於此處。蝶鞍後方高起的鞍背兩側角稱為後床突，蝶骨小翼後緣的內側端也明顯增厚，稱為前床突。蝶鞍前方是視交叉溝，溝的兩端同時也是垂體窩的外側是視神經管，視神經從此處通向眶腔。視神經管外側為眶上裂，動眼神經、滑車神經、三叉神經眼神經支、外展神經由此入眶。蝶鞍兩側有頸動脈溝、破裂孔、海綿竇、圓孔、卵圓孔和棘孔。頸動脈溝為一淺溝，向前通入蝶骨大翼、小翼間的眶上裂。破裂孔則續於頸動脈管內口。海棉竇為一空腔，從眶上裂內側延伸至顳骨岩部尖端。其內有動眼神經、滑車神經、三叉神經眼神經、上頜神經支、外展神經。海棉竇外側壁內，又分別排列有動眼神經、滑車神經、眼神經與上頜神經。圓孔、卵圓孔、棘孔分別是三叉神經上頜神經支、三叉神經下頜神經、腦膜中動脈進入入顱腔的通道。
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顱後窩（posterior cranial fossa）由枕骨和顳骨岩部構成。容納腦部的腦幹和小腦。顱後窩最大的特徵為巨大的枕骨大孔，該孔位於顱後窩中央最低處，連接顱腔與脊髓腔——脊髓與延髓在此銜接。大孔後方可看見稱為橫溝的淺溝，橫溝前方是容納小腦的小腦窩。橫溝與另一條起自枕骨大孔的縱溝相交匯，交匯處形成稱為枕內隆凸的十字形隆起，橫溝向上延續與顱頂內面的上矢狀竇溝連接，向下通枕內嵴連接，兩側續於橫竇溝後又轉向前下方同乙狀溝相連，止於枕骨大孔外側的頸靜脈孔。頸靜脈孔內的乙狀竇出顱後成為頸內靜脈。頸靜脈孔又為舌咽神經、迷走神經和副神經進出顱腔的通道。枕骨大孔前方斜面為斜坡。孔的前方外側有供舌下神經通過的舌下神經管內口。在顱中窩與顱後窩之間為弓狀隆起，而弓狀隆起後方同時也是顳骨岩部後面開孔稱為內耳門，面神經與位聽神經經由此處通往顱腔。當從外部觀察時，顱底又可分為前部和後部：
- 前部主要為面顱骨，前部中央的被稱為骨齶的水平薄板由上頜骨與齶骨構成，骨齶前方是牙槽弓，上齶的牙齒排列在此處。骨齶正中的齶中縫後方是供齶大動脈進入鼻腔的切牙孔。其後方為齶大孔，齶大動脈從此出顱再進入切牙孔。齶大孔的位置在頜第2磨牙、第3磨牙齶側之間，具體位置則因人而異，主要以第3磨牙齶側為主。再往後是被鼻中隔後緣分成左右兩半的鼻後孔。鼻後孔兩側的垂直骨板稱為翼突內側板。翼突外側板根部後外方排列着卵圓孔和棘孔。前部兩側是屬於顴骨的顴弓。顴弓根部後方有是與下頜頭組成關節的下頜窩。窩前緣有稱關節結書的隆起。
- 後部中央，鼻後孔後方為枕骨大孔。25歲以後，孔前方的枕骨基底部與蝶骨體直接結合（之前通過軟骨結合）。枕骨大孔兩側為枕骨髁，枕骨髁同寰椎側塊上關節的關節窩。其後方為髁孔，髁前方外側為舌下神經管外口。枕髁外側，位於枕骨與顳骨岩部之間前後依次分佈着不規則的頸靜脈孔和圓形的頸動脈管外口。兩對頸靜脈孔和頸靜脈窩之間、枕骨大孔前方是咽結節。頸動脈管外口內側可見蝶骨、枕骨和顳骨圍成的破裂孔，頸靜脈孔的後外側是莖突，頸突前外側是外耳道。莖突根部後方為莖乳孔。再後方為乳突。最後方為枕骨的枕外隆凸及兩側相互平行的上項線與下項線。顱側面稱為顱側，顱側得最前方是額骨，最上方同時也是額骨後方是頂骨，後方為枕骨。頂骨下方是顴骨，頂骨、枕骨與顳骨間以顳鱗縫相接。顴骨與額骨之間還可看見蝶骨大翼，蝶、額、頂、顳4骨相結合處稱為翼點，該處位於太陽穴下方，骨質薄。額骨下方可見顴骨與顴弓。顴弓後方可見外耳門，外耳門後方為乳突，前方為莖突，乳突與頂骨和枕骨間的骨縫分別稱為枕乳縫於頂乳縫，都是人字縫的延伸。顴弓上方有被稱為顴窩的凹陷，容納顴肌。顴窩下方為容納咀嚼肌，外形不規則的顴下窩。其前壁為上頜骨和顴骨。卵圓孔與棘孔從顱中窩通向此處，眶下裂從眶腔通向此。顴下窩又通過翼上頜裂通向翼齶窩。翼齶窩向前經框下裂通眶、經蝶齶孔通鼻腔，向經圓孔通顱中窩。
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面顱由14塊骨頭組成:
大的部分 -5塊
眼部 -2塊
- 2塊淚骨
鼻部 -7塊
（舌骨也會被認為是面顱的一部分。）
面顱的骨頭形成了三個腔：
- 眶
顳顬孔是許多種羊膜動物在顳部的特徵，有些動物會在顳骨有兩側對稱的的孔，即為顳顬孔。依動物種類的不同，可能沒有顳顬孔，也可能會有一對或二對顳顬孔，位置會在眶骨及鱗骨的上方或是下方。顳顬孔是否存在及其形態對於包括哺乳類在內的合弓綱動物分類非常重要。有二對顳顬孔的動物稱為雙孔亞綱，包括鳥類、鱷魚、蜥蜴、蛇等，無孔亞綱是頭上沒有顳顬孔的動物，目前目前僅存龜鱉目，而合弓綱是只有一對顳顬孔的動物，包括類哺乳爬行動物及哺乳動物。
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