Локтевой сустав, articulatio cubiti, образован суставной поверхностью нижнего эпифиза плечевой кости - ее блоком и головкой, суставными поверхностями на локтевой кости - блоковидной и лучевой вырезками локтевой кости, а также головкой и суставной окружностью лучевой кости. Сустав сложный (articulatio composita). Суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом. Суставная капсула, capsula articularis, на плечевой кости фиксирована спереди над краем венечной и лучевой ямок, по бокам - по периферии оснований надмыщелков (оставляя их свободными), почти у края суставной поверхности блока и головки блока плечевой кости, а сзади - немного ниже верхнего края ямки локтевого отростка; на локтевой кости суставная капсула прикрепляется по краю блоковидной и лучевой вырезок, а на лучевой кости - к шейке лучевой кости, образуя здесь мешковидное выпячивание. Суставная капсула в перед них и задних отделах сустава тонка и слабо натянута, а в боковых - укреплена связками. Ее синовиальная оболочка покрывает также те отделы костей, которые находятся в полости сустава, но не покрыты хрящом (шейка лучевой кости и др.).

В полости локтевого сустава различают три сустава: плечелоктевой, плечелучевой и лучелоктевой проксимальный (верхний).

1. Плечелоктевой сустав, articulatio humeroulnaris, находится между поверхностью блока плечевой кости и блоковидной вырезкой локтевой кости, является разновидностью блоковидного сустава и относится к винтообразным суставам.
2. Плечелучевой сустав, articulatio humeroradialis, образован головкой плечевой кости и ямкой на головке лучевой кости и относится к шаровидным суставам, articulatio spheroidea (в действительности движения в нем совершаются не по трем, а лишь по двум осям - фронтальной и вертикальной).
3. Проксимальный лучелоктевой сустав, articulatio radioulnaris proximalis, лежит между лучевой вырезкой локтевой кости и суставной окружностью головки лучевой кости и является типичным цилиндрическим суставом. В плечелоктевом суставе возможны сгибание, flexio, та разгибание, extensio. которые совершаются с одновременным движением лучевой кости в плечелучевом суставе. В плечелучевом суставе, кроме того, совершается вращение, rotatio, лучевой кости вдоль ее длинной оси, внутрь, pronatio, и кнаружи, supinatio, а также в небольшой степени приведение, adductio, а отведение, abductio; в проксимальном лучелоктевом суставе осуществляется вращение лучевой кости при одновременном движении в плечелучевом суставе.

К локтевому суставу относятся следующие связки:

1. Локтевая коллатеральная связка, lig. collaterale ulnare, идет от основания медиального надмыщелка плечевой кости вниз и, расширяясь веерообразно, прикрепляется у края блоковидной вырезки локтевой кости.
2. Лучевая коллатеральная связка, lig. collaterale radiate, начинается от основания латерального надмыщелка плечевой кости, следует вниз к наружной поверхности головки лучевой кости, где она делится на два пучка. Эти пучки принимают горизонтальное направление и, огибая головку лучевой кости спереди и сзади, прикрепляются к краям лучевой вырезки локтевой кости. Поверхностные слои связки срастаются с сухожилиями разгибателей, глубокие - переходят в кольцевую связку лучевой кости.
3. Кольцевая связка лучевой кости, lig. anulare radii охватывает суставную окружность головки лучевой кости с передней, задней и латеральной сторон и, прикрепляясь к переднему и заднему краям лучевой вырезки локтевой кости, удерживает лучевую кость у локтевой. В локтевом суставе боковые движения отсутствуют, так как они тормозятся крепкими латеральными связками. В целом локтевой сустав является разновидностью блоковидного сустава, ginglymus, и функционирует как винтообразный сустав. Кроме кольцевой связки лучевой кости, в фиксации костей предплечья между собой принимает участие межкостная перепонка предплечья. Межкостная перепонка предплечья, membrana interossea antebrachii, заполняет промежуток между лучевой и локтевой костями, прикрепляясь к их margo interosseus. Она образована прочными волокнистыми пучками, которые идут косо сверху вниз от лучевой кости к локтевой. Один из этих пучков имеет противоположное направление: он следует от бугристости локтевой кости к бугристости лучевой кости и называется косой хордой, chorda obliqua. Перепонка имеет отверстия, через которые проходят сосуды и нерв. От ее ладонной и тыльной поверхностей начинается ряд мышц предплечья.