Структурата на влакната варира значително в зависимост от техния тип и може да се класифицира в две основни категории: естествени влакна и синтетични/обработени влакна.
Структура на естествените влакна
Памучни влакна
Химичен състав: Основната съставка е целулоза (молекулна формула: C₆H₁₁O₅).
Микроструктура:
Напречният-срез е с форма на бъбрек-и има централен лумен; надлъжно, влакното показва естествени извивки. Състои се от външна кутикула, първична стена и вторична стена (включваща слоеве S1, S2 и S3); от тях слоят S2 представлява над 90% от масата на влакното и се състои от спираловидно подредени фибрили, придаващи порест характер на структурата.
Ликови влакна
Макар и основно съставени от целулоза, те притежават многоклетъчна композитна структура и съдържат 10% до 16% гума.
Структурата на отделните влакна е сложна, проявяваща значителни вариации в различните типове и по този начин липсва унифицирана описателна рамка.
Вълна (влакна от животински косми)
Химичен състав: Кератин (съдържащ над 20 вида аминокиселини; богат на дисулфидни връзки)
Структурна организация:
Външният слой се състои от *люспести клетки* (кератинизирани мъртви клетки);
Вътрешността се състои от *кортикални клетки* (включващи орто- и пара-кортекс, проявяващи фибриларна структура: протофибрили → микрофибрили → макрофибрили → клетки);
Клетките са свързани заедно чрез CMC (клетъчно-мембранен комплекс).

