Η ανατομία του ώμου μπορεί να συζητηθεί κυρίως σε τρία συστήματα συντονισμού: τα οστά, τους μυς και τους συνδετικούς ιστούς. Το κεντρικό στοιχείο του ώμου είναι η άρθρωση της σφαίρας και της υποδοχής, ή η ενδοαρδιακή. Ενώ ο αντίθετος αντίχειρας θεωρείται συχνότερα ως η οστική άρθρωση που είναι πιο μοναδική για το ανθρώπινο είδος, το ίδιο επιχείρημα μπορεί να γίνει και για τον ευέλικτο ώμο. Εν μέρει λόγω των απαιτήσεων της σύγχρονης βιομηχανίας αθλητικής ψυχαγωγίας, η ανατομία του ώμου και η κινησιολογία του, ή η ανάλυση της κίνησής του, έχουν μελετηθεί καλά.
Το οστό του άνω βραχίονα, που ονομάζεται βραχίονας, αρθρώνεται στο πρόσθιο άκρο του από ένα μεγάλο, σχεδόν τέλεια ημισφαιρικό καπάκι που ονομάζεται απλά κεφάλι. Φωλιάζει τέλεια μέσα σε μια κοιλότητα του οστού της ωμοπλάτης ή της ωμοπλάτης. Αυτή η γληνοειδής κοιλότητα και η κεφαλή του άνω άκρου αποτελούν την άρθρωση της σφαίρας και της υποδοχής, η οποία απορροφάται για να περιστρέφεται ελεύθερα από μαλακότερο ιστό των οστών που ονομάζεται χόνδρος. Η άρθρωση συγκρατείται στη θέση της με τη βοήθεια τενόντων και συνδέσμων, δύο τύπων συνδετικού ιστού.
Ένας από τους τένοντες που συνδέονται με το άνω άκρο της υποδοχής της γληνοειδούς κοιλότητας συνδέει τον δικέφαλο μυ του άνω βραχίονα. Απέναντι, ένας τένοντας συνδέει τον τρικέφαλο μυ και οι δύο αντιδρούν για να επιτρέψουν τις κινήσεις που ονομάζονται κάμψη και έκταση του ώμου. Ο πιο εμφανής μυς του ώμου είναι ο δελτοειδής, του οποίου το τριγωνικό σχήμα εγκλωβίζει τον ώμο μπροστά, πίσω και πλάγια. Ένα από τα σημεία προσάρτησης του δελτοειδούς μυός είναι το πίσω κάτω χείλος της ωμοπλάτης. Ένα άλλο σημείο συνδέεται με την κλείδα, ενώ ένα τρίτο σημείο εισαγωγής είναι ένας παχύς τένοντας που φτάνει σχεδόν στο μισό του οστού του βραχιονίου οστού. Οι επιπρόσθετοι μύες που συνδέουν το βραχιόνιο με την ωμοπλάτη περιλαμβάνουν τον μεγάλο τριγωνικό υποκαπώδη, τον υπερσπονδυλικό και τον υποσπονδυλικό και τους κύριους και δευτερεύοντες μυς.
Οι διάφοροι μύες που λειτουργούν σε συνδυασμό επιτρέπουν στην άρθρωση του ώμου να λειτουργεί με ένα εξαιρετικό εύρος κίνησης. Εκτός από την κάμψη και την έκταση, η απαγωγή και η προσαγωγή είναι η αντίθετη κίνηση των βραχιόνων μακριά και πίσω προς τον κεντρικό κατακόρυφο άξονα του σώματος. Η ανατομία του ώμου επιτρέπει επίσης την περιστροφή γύρω από τον κεντρικό άξονα του οστού του βραχίονα. Το πιο χαρακτηριστικό, που αντιπροσωπεύει περισσότερο την ευελιξία της άρθρωσης του ώμου, είναι η περιφέρεια, η οποία ορίζεται από το ελεύθερο εύρος κίνησης μέσα σε έναν κωνικό χώρο.
Για τον απόλυτο όγκο τους, οι μύες του ώμου μπορούν επίσης να ασκήσουν σημαντική δύναμη στις περισσότερες κιναισθητικές του κατευθύνσεις. Πρωτίστως διατηρώντας την άρθρωση μαζί υπό δύναμη έντονης δραστηριότητας είναι οι παχείς τένοντες που συνδέουν τους μυς με τα αντίστοιχα οστά τους. Οι σύνδεσμοι βοηθούν επίσης σε αυτό το θέμα, αλλά η πιο κρίσιμη λειτουργία τους είναι να εμποδίσουν την άρθρωση να υπερβεί το μέγιστο εύρος κίνησης. Η συνδεσμολογία είναι η μελέτη του συνδετικού ιστού των αρθρώσεων και η σχέση τους με την κίνηση των αρθρώσεων.
Αξιοσημείωτη μεταξύ των πολλών μεγάλων συνδέσμων της άρθρωσης του ώμου είναι η αρθρική κάψουλα που την περικλείει πλήρως και εμποδίζει το διαχωρισμό της μπάλας από την υποδοχή της κατά περισσότερο από 1 ίντσα (2.5 εκατοστά). Μια εξέχουσα χόνδρινη δομή κάτω από την αρθρική κάψουλα είναι η γληνοειδής λαβρίνη, η οποία είναι μια επέκταση στην περιφέρεια της κοιλότητας της υποδοχής. Αυτό προστατεύει την άκρη των οστών του και επίσης πιάνει την μπάλα. Αν και σχετικά μικρά σε μέγεθος, αρκετοί θύλακες – σάκοι που βρίσκονται κυρίως όπου οι τένοντες έρχονται σε επαφή με τα οστά που περιέχουν αρθρία – περιέχουν ένα παχύρρευστο υγρό που είναι σημαντικό για τη λιπαντική κίνηση. Τέλος, αν και συμβατικά δεν περιλαμβάνονται ως μέρος της ανατομίας του ώμου, είναι τα αιμοφόρα αγγεία, τα λεμφικά αγγεία, οι νευρικές ίνες και άλλος ιστός που υποστηρίζουν την υγιή λειτουργία του.