Кератин, из которого состоят волосы — белок, сильно сшитый цистиновыми связями. Волос похож на ствол: защитная кутикула из кератиновых чешуек — как кора, кортекс, дающий прочность — как древесина, а в центре — сердцевина для доставки питательных веществ.

Цвет определяется пигментами: коричневым эумеланином (ЭМ) и желтым феомеланином (ФМ). У брюнетов много ЭМ и мало ФМ, у рыжих — много ФМ, мало ЭМ, а у блондинов нет ЭМ и при этом мало ФМ. Седина появляется, когда на фоне замедления синтеза меланинов из волос исчезает фермент каталаза, расщепляющая накапливающуюся перекись водорода. Белый цвет — следствие наличия воздушных пузырьков в волосах.