骨水泥是一種用於填充骨與植入物間隙或骨腔並具有自凝特性的生物材料。化學名稱是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate PMMA)，也稱丙烯酸骨水泥。自從1958年Charney首次應用骨水泥固定股骨假體成功施行全髖關節置換以來，骨水泥己廣泛應用於骨科臨床，骨水泥固定可保證術後假體的即刻穩定，在骨組織-骨水泥-假體界面上無任何微動，允許術後早期負重，療效肯定。骨水泥不是膠，沒有粘合性質，與骨和假體之間無化學連接，它是填充空間並通過機械連接傳遞載荷的材料，現代概念認為：良好的固定需要同時依靠微觀絞鎖(micro-interlock)和容積填充（bulk-filling）兩種作用機制。微觀絞鎖固定指骨水泥浸入松質骨內形成界面上的交織嵌頓。有助於將骨水泥與骨表面間的剪切應力轉化為壓應力，使界面強度明顯提高，還可避免假體在界面上的微動。容積填充是將骨水泥完全均勻分佈在假體與骨質之間，起到應力傳導作用。如果沒有骨水泥，假體與骨床之間通過少數點狀接觸傳導載荷，將造成接觸部位的局部應力增高。
實現微觀絞鎖需要滿足下面三個條件：（1）骨表面保留縫隙（骨小梁或微孔）。（2）低粘性骨水泥 。（3）維持加壓。骨水泥容積充填要滿足下列條件:（1）徹底清洗髓腔。（2）減少髓腔出血。（3）均勻、充分填充。
通常認為骨水泥的最佳厚度不少於2mm，薄於1mm或厚於3mm均可能出現斷裂，尤其過薄的骨水泥層在應力下更容易斷裂。有如下優點：
(1) 由於骨水泥向骨小梁中的滲透，松質骨得到加固後可以承受形變力量；
(2) 使假體-骨之間的應力分佈均勻；
(3) 加大假體應力傳導範圍；
(4) 不良應力減小，避免應力集中；
(5) 對醫生技術和骨骼質量允許一定的偏差容限(tolerance)。
骨水泥固定後，人工關節長期穩定取決於骨水泥與骨之間的絞鎖(interdigitation)維持、骨水泥與假體之間的固定質量和骨水泥的本身強度。任何一個環節的薄弱，將會導致整體的失敗。成功的骨水泥固定取決於骨水泥應用技術。
骨水泥的應用技術已從70年代的第一代發展到現在的第三代，它是根據股骨柄假體的骨水泥固定技術發展中的技術含量劃分的，而不是根據應用時間劃定的。第一代骨水泥技術包括指壓填塞和手工攪拌；第二代骨水泥技術在第一代基礎上，應用髓腔栓、髓腔沖洗、水泥槍的應用；第三代技術包括第二代技術、真空攪拌和中置器裝置。
