Struktura vlakana značajno varira ovisno o njihovoj vrsti i može se općenito klasificirati u dvije glavne kategorije: prirodna vlakna i sintetička/proizvedena vlakna.
Struktura prirodnih vlakana
Pamučno vlakno
Kemijski sastav: Primarni sastojak je celuloza (molekulska formula: C₆H₁₁O₅).
Mikrostruktura:
Presjek-je u obliku bubrega-i ima središnji lumen; uzdužno, vlakno pokazuje prirodne zavoje. Sastoji se od vanjske kutikule, primarne stijenke i sekundarne stijenke (sadrži slojeve S1, S2 i S3); od toga, sloj S2 čini više od 90% mase vlakna i sastoji se od spiralno raspoređenih vlakana, što strukturi daje poroznu prirodu.
Bast vlakna
Iako se prvenstveno sastoje od celuloze, posjeduju višestaničnu kompozitnu strukturu i sadrže 10% do 16% gume.
Struktura pojedinačnih vlakana je složena, pokazuje značajne varijacije među različitim tipovima, pa joj stoga nedostaje jedinstven opisni okvir.
Vuna (vlakna životinjske dlake)
Kemijski sastav: keratin (sadrži preko 20 vrsta aminokiselina; bogat disulfidnim vezama)
Strukturna organizacija:
Vanjski sloj se sastoji od *stanica ljuskica* (keratinizirane mrtve stanice);
Unutrašnjost se sastoji od *kortikalnih stanica* (sastoje se od orto- i para-korteksa, pokazujući fibrilarnu strukturu: protofibrili → mikrofibrili → makrofibrili → stanice);
Stanice su međusobno povezane CMC-om (kompleks stanične membrane).
