ส่วนหัวกระดูกต้นแขน (Head of humerus; ละติน: caput humeri) มีรูปร่างเกือบเป็นครึ่งทรงกลม ชี้ขึ้นด้านบนไปทางด้านใกล้กลางและไปทางด้านหลังเล็กน้อย เป็นปลายด้านที่รับกับเบ้าแอ่งกลีนอยด์ (glenoid cavity) ของกระดูกสะบักโดยข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัล (Glenohumeral joint) ซึ่งปลายด้านนี้จะมีลักษณะกลมมน เพื่อรับกับเบ้าของแอ่งกลีนอยด์ (Glenoid fossa) บนมุมด้านข้างของกระดูกสะบัก ถัดลงมาจากส่วนหัวกระดูกจะมีลักษณะคอดลงเล็กน้อย ซึ่งเรียกแนวคอดนี้ว่า คอกระดูกเชิงกายวิภาค (Anatomical neck) ซึ่งเป็นขอบของข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัล ซึ่งอยู่คนละที่กับรอยคอดใต้ปุ่มกระดูกที่เรียกว่า คอกระดูกเชิงศัลยศาสตร์ (surgical neck) ซึ่งมักเกิดกระดูกหักที่บริเวณนี้มากกว่า