羊毛是一种蛋白质纤维。这种蛋白质同人的头发、指甲和牛羊的角一样，是角蛋白质，其中含有碳、氢、氧、氮、硫等化学元素。这些元素按不同的数量和排列方式，构成好些种名叫氨基酸的有机化合物，这些氨基酸再互相结合在一起，组成了羊毛的角蛋白质。

    “羊毛长在羊身上”。那么羊毛是从羊身上的那一组织中长出来的呢？它是从羊表皮的毛囊中长出来的。羊毛是由毛囊中的细胞分裂堆积而形成的角质化的死细胞。这些细胞在末角质化前，分生能力很强，新细胞不断出现，不断向上生长，最后穿出表皮而形成了羊毛纤维。就是这样一根纤细的羊毛，却有好几层不同的组织结构。用显微镜来观察，最外的一层可以看到有许多细小的薄片，像鱼鳞一样，覆盖在羊毛的表面。这些鳞片的厚度只有1~2微米在一毫米长度内，就有60~80个或者更多的鳞片，鳞片的本身又被薄而结实的角膜包围着。

    鳞片是毛球外的活细胞，逐渐角质化而变为角质小片和薄膜，形状很像鱼鳞，所以叫鳞片。鳞片的一端与皮质层相连接，另一端向外撑开，包围在羊毛纤维的外部，构成了鳞片层。羊毛越细鳞片越多，重叠复盖面积大，粗毛鳞片较少，复盖面积小。鳞片层可以保护羊毛不受或少受外界不良影响对羊毛的损伤，在纺织工艺上借助鳞片的外缘突出，毛纤维间的摩擦作用，增加毛纱的坚韧性，所以毛织品比较耐磨。鳞片又是使羊毛纤维具有光泽的主要因素，细毛的光泽柔和暗淡，粗毛则较明亮。此外，由于鳞片的存在，还有助于织品的缩绒。

    皮质层在鳞片层的内部，是由许多细长而扁平很象纺锤的细胞所构成。这些细胞是一些无生命的角质体，没有活细胞的构造特征和机能。这一层是羊毛纤维的基本组成部分。羊毛纤维的各种物理性能和细度、长度、强度、卷曲、弹性等，主要是由皮质层决定的。一般说，细毛的皮质层紧密厚实，没有髓质层；粗毛的皮质层薄，髓质层厚，所以粗毛的物理性能比细毛差。羊毛的色素是聚集在皮质层内，故脱色比较困难。

    髓质层在羊毛的中心，是由很松的细胞和空气组成。如果把羊毛比做一支铅笔，那么最外面的一层油漆就是鳞片层，包围着铅心的木头是皮质层，铅心部分就是髓质层(又叫毛髓、髓骨、髓层)。髓质层有连续状和断续状两种，并不是各种羊毛都有髓质层的。除细毛没有髓质层外，粗一些的羊毛都有不同程度的髓质层。髓质层越多的羊毛，其外形就越平直，而且脆弱易断，弹性和强度以及染色性能都差。