毛干从外到内可分为三层：
① 最外层的是表皮层，也叫毛小皮，是毛干的保护层，主要是抵御外界的物理、化学因素对头发的毛发的轻微损伤。它由6~10层长行鳞片状角质细胞重叠排列而成，游离缘指向发梢，不同的发质其形状、结实程度与拉力也各不相同。这种鳞状物质越接近头皮的部分越光滑，相反，越远离头皮的部分越粗糙，越不规则，且受到外界不同程度的各种刺激后，边缘可轻度翘起或破裂。
② 中间一层是头发的最主要的部分，称为皮质层，是由成束角蛋白链沿着毛干的长轴分布。它决定了头发的弹性、强度和韧性。该层约占整个发茎的一半不到。在该层中还含有许多黑素颗粒。
③ 最内一层是头发的中心部分，称为髓质层，称皮质层的细胞所围绕，其间充满空气间隙，有一定的阻止外界过热的作用。类似于一根狭长的管道，它深入到真皮之中，有时可深至皮下组织。一根长长的毛囊，其结构十分复杂，为了研究的方便，将它的不同部分给予不同的命名。引起毛发收缩的立毛肌附着于毛囊，其附着点下部称为毛囊下部，其上刚称毛囊上部。毛囊下部膨出的部门叫毛球，是头发的发端。毛球的最底部有一凹陷称为毛乳头，它是一团伸入毛球内的结缔组织，含有血管和神经。毛乳头与结缔组织鞘为头发的生长提供营养物质和氧气。如果毛乳头被破坏或退化，头发就停止生长，并逐渐脱落。在毛囊上部，还有一个皮脂腺的开口，这一开口处又将毛囊上部分为上下漏斗部和峡部。皮脂腺分泌的油脂由毛孔排出，滋润着头发，并且可以根据其分泌的多少来决定头发的属性，如中性、油性和干性。
