毛根是埋在皮肤内的部分，是毛发的根部，成长中逐渐伸出皮外形成毛干，底部的毛球内包毛乳头，含有丰富的微血管和淋巴管，给毛球细胞的生长繁殖提供水分和营养。毛球底部细胞的生长繁殖为毛根和毛干的形成提供了营养物质，毛球的表面细胞硬化后成为鳞片层；毛球内层细胞伸长和硬化后形成皮质层，而附在毛乳头上端的毛球上部细胞则干燥而形成毛髓。

毛囊为毛根在真皮层内的部分，由内毛根鞘、外毛根鞘和毛球组成，内毛根鞘在毛发生长期后期是与头发直接相邻的鞘层。内毛根鞘是硬直的、厚壁角蛋白化的管，它决定毛发生长时截面的形状。内毛鞘下部为三层：HUXLEY鞘、HENLE鞘和内毛根鞘表层。在毛发角蛋白化以前，内毛根鞘与毛发一起生长，其来源均为毛囊底层繁殖的细胞。在接近表皮处，内毛根鞘与表皮和毛囊脱开。

毛乳头是毛囊的最下端，连有毛细血管和神经末梢。在毛囊底部，表皮细胞不断分裂和分化。这些表皮细胞分化的途径不同，形成毛发不同的组分（如皮质，表皮和髓质等），最外层细胞形成内毛根鞘。在这个阶段中，细胞是软的和未角质化的。

皮脂腺的功能是分泌皮脂，皮脂经皮脂管挤出，当头发通过皮脂管时，带走由皮脂管挤出的皮脂。皮脂为毛发提供天然的保护作用，赋予头发光泽和防水性能。立毛肌是与表皮相连的很小的肌肉器官，它取决于外界生理学的环境，立毛肌能舒展或收缩。温度下降或肾上腺激素的作用，可把毛囊拉至较高的位置，使毛发竖起。

毛皮质是毛发的主要成分，由与毛发长轴平行的细长细胞所组成。在这些细胞中有约10毫米的张力细丝及纤维间基质，这些成分决定了毛发的主要生理化性状。细丝由纤维蛋白所组成，其中50%的蛋白质呈螺旋状结构，基质由含有丰富胱氨酸的非螺旋体蛋白组成。这些蛋白质在毛囊下端合成，合成的最后阶段的半胱氨酸转变为胱氨酸。

毛发的物理性质与其化学组成有关。将毛发浸泡在水中，很快就会膨胀，膨胀后的重量比未浸泡前干重高40%左右，这种遇水膨胀现象说明毛发中几乎纯粹是蛋白质成分，而脂质含量很少。毛发具有较强的双重性，这是由于细胞中细丝的排列与毛发长轴平行的缘故。