Pode considerar-se formado por duas partes principais que, aparentemente correspondem a duas etapas da evolução:
Caixa craniana ou neurocrânio – a parte que envolve o cérebro e os órgãos dos sentidos (com exceção do paladar); e
Maciço frontal, esplancnocrânio ou branchiocranio – a parte que suporta a boca e o aparelho branquial.Ao longo da filogénese foram-se estabelecendo relações cada vez mais estreitas entre estas duas partes do crânio, através de articulações chamadas "suspensões":
Suspensão anfistílica – em que tanto o palato-quadrado como o hiomandibular se articulam com o neurocrânio, como em alguns peixes Chondrichthyes;
Suspensão iostílica – em que apenas o osso mandibular se articula com o neurocrânio, como na maior parte dos peixes, incluindo alguns tubarões e no esturjão;
Suspensão autostílica – em que o neurocrânio e o esplancnocrânio tendem a fundir-se como na maior parte dos tetrápodes.As modificações evolutivas do esplancnocrânio refletem as do I e II arcos viscerais durante a ontogénese. O osso iomandibular (porção dorsal do II arco visceral) é o que, nos peixes participação na suspensão iostílica; nos anfíbios, répteis e aves o II arco visceral transforma-se no primeiro dos três ossinhos do ouvido médio (columella), enquanto que o I arco visceral mantém a sua função de sustentar a abertura bucal; nos mamíferos, o articular e o quadrado, provenientes do I arco visceral, transformam-se no martelo e no estribo, completando assim a cadeia de ossinhos do ouvido médio.
Nos mamíferos, a articulação maxila-mandibular forma-se a partir do dental e da escamado temporal. Nos répteis e mamíferos, as cóanas (interior das narinas) passaram para a parte de trás da cavidade bucal para a formação do palato secundário, septo ósseo que separa as vias respiratórias do tubo digestivo. Nas aves, o palato secundário tende a desaparecer, provavelmente pela falta de dentes e existência do bico.
Anfíbios atuais normalmente têm crânios muito reduzidos, com muitos dos ossos ausentes ou total ou parcialmente substituídos por cartilagem. Nos mamíferos e aves, em particular, modificações do crânio ocorreram para permitir a expansão do cérebro. A fusão entre os vários ossos é especialmente notável nas aves, nas quais as estruturas individuais podem ser difíceis de identificar.
As fenestras (do latim "fenestrae", que significa "janelas") são aberturas no crânio.
