Структура волокон суттєво відрізняється залежно від їх типу, і їх можна загалом класифікувати на дві основні категорії: натуральні волокна та синтетичні/фабриковані волокна.
Структура натуральних волокон
Бавовняне волокно
Хімічний склад: основним компонентом є целюлоза (молекулярна формула: C₆H₁₁O₅).
Мікроструктура:
Поперечний-розріз має форму-нирки та має центральний просвіт; поздовжньо волокно демонструє природні звивини. Він складається із зовнішньої кутикули, первинної стінки та вторинної стінки (включаючи шари S1, S2 та S3); з них шар S2 становить понад 90% маси волокна і складається зі спірально розташованих фібрил, що надає структурі пористу природу.
Луб'яні волокна
Хоча в основному вони складаються з целюлози, вони мають багатоклітинну композитну структуру та містять від 10% до 16% камеді.
Структура окремих волокон є складною, демонструючи значні варіації між різними типами, і тому не має єдиної описової структури.
Вовна (волокно з шерсті тварин)
Хімічний склад: кератин (містить понад 20 типів амінокислот; багатий дисульфідними зв'язками)
Структурна організація:
Зовнішній шар складається з *клітин лусочок* (ороговілі мертві клітини);
Внутрішня частина складається з *кортикальних клітин* (включаючи орто- і пара-кору, демонструючи фібрилярну структуру: протофібрили → мікрофібрили → макрофібрили → клітини);
Клітини з’єднані між собою CMC (комплексом клітинної мембрани).

