皮质层：皮质层是羊毛纤维的主要组成部分，它是由许多蛋白质细胞组成的，其组成物质叫做角朊或角蛋白质。细胞之间互相粘合，中间存在空隙。皮质层是决定羊毛纤维物理、机械和化学性质的主要部分。其分为正皮质层和副皮质层两种。在有卷曲的羊毛纤维中，受力后可以拉直延伸达20%左右，放松后，又能恢复原来的卷曲状态。在卷曲波外侧的称为正皮质细胞，内侧的称为副皮质细胞。正皮质层比副皮质层含硫量低，因此化学性质较活泼，易于染色。而副皮质层则相反。在优良品种的细羊毛中，两种皮质层细胞分别聚集在毛干的两半边，并沿纤维轴向互相缠绕，称为双边异构现象。

髓质层：髓质层在羊毛纤维的中心部分，是一种不透明的疏松物质。一般细羊毛无髓质层，较粗的羊毛有不同程度的髓质层。髓质越多，羊毛外形越平直而粗硬，品质越差。含有大量髓质层的羊毛，性脆易断，卷曲少，干瘪的称为死毛。有些羊毛中有不连续的毛髓，一根纤维上同时有细毛和粗毛的特性，这样的羊毛称为两型毛。

羊毛的主要成分为角蛋白,它由多种α-氨基酸残基构成,后者可联结成呈螺旋形的长链分子,其上含有羧基、胺基和羟基等，在分子间形成盐键和氢键等。长链之间由胱氨酸的二硫键形成的交键相联结。上述化学结构决定羊毛的特性。如毛纤维大分子长链受外力拉伸时由α型螺旋形过渡到β型伸展型，外力解除后又恢复到α型，则其外观表现为羊毛的伸长变形和回弹性优良。羊毛较强的吸湿能力与侧链上的一些基团有关。羊毛较耐酸而不耐碱，是由于碱容易分解羊毛胱氨酸中的二硫基，使毛质受损。氧化剂也可破坏二硫基而损害羊毛。

②按毛纤维的生长特性、组织构造和工艺特性：可分绒毛、发毛、两型毛、刺毛和犬毛。其中刺毛是生长在颜面和四肢下端的短毛,无工艺价值;犬毛是细毛羔羊胚胎发育早期由初生毛囊形成的较粗的毛，在哺乳期间逐渐被无髓毛所代替。因此可用做毛纺原料的只有绒毛、发毛和两型毛 3种基本类型。绒毛分布在粗毛羊毛被的底层。细毛羊毛被全由绒毛组成，纤维细匀，平均直径不大于25微米,长度5～10厘米,柔软多弯曲,弹性好,光泽柔和。发毛或称粗毛,分正常发毛、干毛和死毛3种，构成粗毛羊毛被的外层。正常发毛细度40～120微米，弯曲少，较缺乏柔软性。细发毛的髓质层较不发达，皮质层相对较厚,纤维弹性大,工艺价值较高。干毛的组织构造与正常发毛相同,但尖端干枯,缺乏光泽。死毛的髓质层特别发达，毛粗且硬，脆弱易断。两型毛又称中间型毛，其细度和其他工艺价值介于绒毛和发毛之间。