ในกายวิภาคศาสตร์ กระดูกต้นแขน (อังกฤษ: Humerus) เป็นกระดูกแบบยาวที่เป็นแกนของส่วนต้นแขน (Arm) หรือต้นขาหน้าในสัตว์สี่เท้า กระดูกต้นแขนจะอยู่ระหว่างกระดูกสะบัก (scapula) ที่อยู่ในบริเวณไหล่ กับกระดูกของส่วนปลายแขน (forearm) คือกระดูกเรเดียส (Radius) และกระดูกอัลนา (Ulna) พื้นผิวด้านต่างๆของกระดูกต้นแขนยังเป็นจุดเกาะของกล้ามเนื้อจากบริเวณต่างๆที่ช่วยในการเคลื่อนไหวของแขนอีกด้วย
กระดูกต้นแขนเป็นกระดูกชิ้นหนึ่งในร่างกายที่มีความยาวมาก ในทางกายวิภาคจึงแบ่งส่วนของกระดูกต้นแขนออกเป็นสามส่วน ซึ่งได้แก่ ส่วนหัวกระดูก (Head of humerus หรือ Proximal part) ส่วนกลางกระดูก (Shaft) และส่วนปลายกระดูก (Distal part)
ส่วนหัวของกระดูกต้นแขน (Head of humerus) เป็นปลายด้านที่ติดต่อกับกระดูกสะบักโดยข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัล (Glenohumeral joint) ซึ่งปลายด้านนี้จะมีลักษณะกลมมน เพื่อรับกับเบ้าของแอ่งกลีนอยด์ (Glenoid fossa) บนมุมด้านข้างของกระดูกสะบัก ถัดลงมาจากส่วนหัวกระดูกจะมีลักษณะคอดลงเล็กน้อย ซึ่งเรียกแนวคอดนี้ว่า คอกระดูกเชิงกายวิภาคของกระดูกต้นแขน (Anatomical neck) ซึ่งเป็นขอบของข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัล
ที่ส่วนหัวของกระดูกต้นแขนนี้ยังมีปุ่มที่ยื่นออกมาอีกสองปุ่ม ได้แก่ ปุ่มใหญ่ของกระดูกต้นแขน (Greater tubercle) และปุ่มเล็กของกระดูกต้นแขน (Lesser tubercle)
ระหว่างปุ่มทั้งสองปุ่มนี้ จะมีลักษณะเป็นร่องลึกลงไป ซึ่งเรียกร่องนี้ว่า ร่องไบซิพิทัล (Bicipital groove) ซึ่งจะมีเอ็นของปลายด้านยาวของกล้ามเนื้อไบเซ็ปส์ เบรคิไอ (Long head of biceps brachii) วางพาดอยู่ ด้านล่างสุดของส่วนหัวของกระดูกนี้จะมีบริเวณคอดอีกส่วนหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า คอกระดูกเชิงศัลยศาสตร์ (Surgical neck) ซึ่งเป็นส่วนที่แตกหักง่ายของกระดูกต้นแขน
ส่วนกลางของกระดูกต้นแขนมีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกในส่วนต้น และจะเริ่มแบนลงในส่วนล่าง เมื่อตัดส่วนกลางของกระดูกต้นแขนตามแนวขวาง จะพบว่ากระดูกต้นแขนส่วนนี้จะมีลักษณะคล้ายสามเหลี่ยม โดยจะมีขอบสามด้าน คือขอบด้านหน้า ขอบด้านข้างลำตัว และขอบด้านกลางลำตัว
ส่วนปลายของกระดูกต้นแขนจะมีลักษณะแบนออกทางด้านข้าง และที่ปลายสุดจะมีพื้นผิวสำหรับข้อต่อต่างๆในบริเวณข้อศอก (elbow joint) โดยปลายที่เป็นพื้นผิวข้อต่อนี้จะเรียกว่า คอนไดล์ (Condyle) ซึ่งจะมีสองบริเวณ คั่นด้วยแนวสันและร่องแคบๆ คอนไดล์ที่อยู่ทางด้านข้างลำตัว จะเรียกว่า แคปปิทูลัม (Capitulum of humerus) มีลักษณะกลมมน และจะรับกับส่วนหัวของกระดูกเรเดียส (head of radius) ขณะที่คอนไดล์ที่อยู่ทางด้านแนวกลางลำตัวจะมีลักษณะคล้ายรอก เรียกว่า โทรเคลียร์ (Trochlear of humerus) ซึ่งจะรับกับรอยเว้าที่ส่วนหัวของกระดูกอัลนา (head of ulna) และประกอบกันเป็นข้อต่อแบบบานพับ (hinge joint)
ที่ส่วนปลายของกระดูกยังมีแอ่งอีกสองจุด ซึ่งเป็นบริเวณที่รองรับการเคลื่อนของกระดูกปลายแขนขณะที่มีการเคลื่อนไหวของปลายแขนที่ข้อศอก ซึ่งได้แก่
ปุ่มกระดูก (ปุ่มเหนือแอ่งกลีนอยด์, ปุ่มใต้แอ่งกลีนอยด์) • แนวสันกระดูกสะบัก • อโครเมียน • โคราคอยด์ โพรเซส