骨架可以为形状的中轴，一条粗线的骨架就是它的中心线，一个圆形的骨架就是它的圆心。图像骨架没有严格的数学定义，对于同样的形状，可以对应多种骨架。一般来讲，骨架要满足以下特性：①原图像上的每个连通域对应骨架图像上的一个连通域。②骨架点位于原图形状的中心线，可以表示出原始形状的中心。③骨架图案的像素宽度为1。一种形象的理解图像骨架化的方法是，假设形状是由一种匀速缓慢燃烧的物质组成的。把图像轮廓同时点燃，让火焰向形状内部燃烧。当火焰从两个方向燃烧到形状中的一点时，火焰会熄灭。把火焰熄灭的位置记录下来，就得到这个形状的骨架。以上的火焰燃烧模型的数学解释是，计算所有和形状轮廓有两个或两个以上切点的内切圆，这些内切圆的圆心组成了形状的骨架。

对于离散图像，一种图像细化方法是，在不破坏图像连通性的前提下，提取图像轮廓，并逐步去除轮廓上的点。或者等价的，在不破坏连通性的前提下，迭代使用形态学开运算删除图像上的轮廓点。由于图像细化方法有很多种，因此产生的骨架图像并不是唯一的。对于离散图像，使用距离变换也可以输出类似的结果。计算形状内部的每个像素到形状轮廓的距离，再计算距离图像上的奇点（褶皱或者曲率不连续的地方）集合就是骨架图像。